Uniswap:金色观察|PoW共识该如何进化?_uniswap币排行

比特币是加密货币网络中第一个成熟的试验品,也是因为比特币网络的出现,才后继发展出以太坊等世界计算机的雏形。

不过后续公链为了性能需求,做了过多更改和添加,其中最重要的是会把公链的共识彻底更改为PoS,尽管以太坊还没有彻底改变,但也已经提上日程。

我们不禁需要思考,能不能不修改PoW共识,而达到其性能呢?我们就以本文讨论一下,PoW共识该如何进化。

因为共识算法主要应用在区块链网络结构的共识层,可以理解为layer1。而如果对PoW共识进行更改,那对比对象就是比特币的PoW中本聪共识和以太坊的ethhash,今天不用谈其对ASIC芯片和GPU芯片的规定,而是在PoW出块验证过程中的变化。

中本聪共识是区块链早期广泛使用的一种共识方法。目前为止中本聪共识仍是容错能力最好的,其设计简单,通讯开销低,经过了数十年的验证。但是该共识有一个自然的吞吐量限制。其吞吐能力较低,出块时间过长,用户体验较差。

金色午报 | 2月6日午间重要动态一览:7:00-12:00关键词:德国金管局、乌干达、闪电网络、Cosmos基金会、Cele

1. 德国金融监管局澄清外国加密货币托管人的申请许可程序。

2. 乌干达财政部再次发出加密资产投资警告。

3. 中国1月披露29个区块链应用项目,全球披露项目数量环比下降43.2%。

4. 北京:为应对疫情影响,建议建设基于区块链的供应链债权债务平台。

5. 闪电网络实验室A轮融资1000万美元 以升级支付系统和扩展开发者网络。

6. Cosmos基金会ICF发表声明:Cosmos属于所有人 不由任何一方拥有。

7. Cardano创始人:Shelley激励测试网已有约1000个质押池。

8. Celer投资人代币解锁完毕,拟于本月进行主网升级。

9. BTC现报9608美元,近24小时上涨4.13%,市值为1748.53亿美元。[2020/2/6]

如果你想提高吞吐量,你可以做两件事:一是增加块大小,二是降低块间隔,但这会增加孤块率。消耗带宽,也不利于交易确认。随着孤儿率的增加,系统的安全性下降,吞吐量下降。

分析 | 金色盘面:历史是否惊人的相似:金色盘面综合分析:9月5日,BTC在多周期叠加顶背离的重压下产生了跳水走势,币价从7100美元大跌至6200美元,投资者在短短24小时内损失了近千美元;9月17日,在一个2小时钻石顶的压力下,多头再次败退,12小时下跌超过3%,市场哀鸿一片。对比两次下跌,我们发现了惊人的相似,那么接下来会有二次跳水产生吗?目前看这个位置风险值较前次低了很多,同时这里并没有大级别的顶背离,所以不排除一次止跌的可能性,但是交易不是靠预测,我们必须尊重市场,所以这里要严守纪律,没有明确的入场信号,应该保持观望。请投资者理性看待市场波动,做好风险控制。[2018/9/18]

当孤儿率非常高时,攻击者很容易秘密生成更长的链。攻击者则不需要51%的算力,可以用更少的算力覆盖区块链。

如果我们想突破吞吐量限制,必须想办法降低孤儿率。

金色晚报 | POS发明者Sunny King推出全新共识机制SPoS 狂人研究院等公众号被封:BTC挖矿难度首次突破7T;日本矿机生产商计划在公寓内进行虚拟货币挖矿;火币印尼数字货币交易所今日正式上线运营。更多晚报内容,请查看图片。[2018/9/7]

孤块出现的原因来自于块的传播延迟,如果在传播另一个块时发现一个块,则其中一个注定是孤块。

而一些区块的传播速度较慢,是因为这些区块相关有更多的新交易,新交易是在区块打包前的10秒内生成的未同步交易,因此矿工必须先同步这些交易,然后才能进一步传播这些块。

例如,当节点A向节点B传播一个紧凑块并且其中没有新的交易时,节点B可以立即将这些紧凑块传输给它的所有邻近节点。

但是,如果区块中有新交易,节点B必须首先从节点A同步这些交易,然后验证这些交易的签名,这也需要时间。只有当整个区块的有效性得到验证时,节点B才能继续传播这个区块。

分析 | 金色盘面:QTUM/USDT 日线技术背离:金色盘面分析师表示:QTUM/USDT在日线图出现了MACD的背离现象,目前看消失概率不大,但成交量略显不足,所以在形成买入条件后,反弹效果仍有待观察。[2018/8/6]

以太坊出现后,对中本聪共识并没有实质性的改善。其只是简单地缩短了出块间隔。

并且以太坊还有一个问题,因为交易的有效性取决于区块内的交易顺序,验证交易,必须等到区块收到后,因此无法在收到实际区块之前验证交易有效性。

也即是这样,每个区块中的每笔交易都会被视为新交易。交易传播中有很多冗余。例如一个以太坊客户端会将同一笔交易传播到不同的节点七次,

而这些交易就意味着以太坊会出现非常高的孤块率,数据表明,可能有时高达30%,严重占用网络资源,造成交易堵塞。

以太坊还有叔块的设置,如果这些孤块被纳入最长链,可以拿到部分奖励,但叔块的数量和奖励无济于事。

因此,这些迟缓的交易确认流程和技术现象,造成了PoW共识表现出的比特币网络和以太坊网络的问题。

那可以如何改善PoW共识?

在现有的设计案例中,可以看到两种必要的方法。

首先是挖矿难度调整,这是对于计算出块难易程度的预估,比特币和以太坊是定期调整的,并且是较长周期内调整,而改善后的PoW共识内可以通过一个小周期来调整,一个时隙会包含多少个块,以保证快速调整到平稳的难度值。这对出块时间也是重要的。

第二个必要的改进就是调整出块时间,而这涉及到很细节的过程。在上文中,因为区块打包前的新交易会不停延迟区块链传播时间,那如果让传播节点不再因新交易出现而延迟同步,出块就会变快速,但需要将新交易,以及漏掉的交易进行新的验证打包。这就需要一个新的交易提交渠道。

我们在NC-MAX的算法里查到了一个设计。

那就是将区块中添加了一个“叔块头”区域,允许矿工将尽可能多的叔块嵌入到一个块中。叔块可以在区块中传播他们的头和他们的交易提议区,但叔块不计入块大小限制。

另外还需要添加了一个交易提议区,其中可能包含一些新交易的提交,交易在传播区块后同步。并且是并行同步的,不会影响块的传播过程。只要哈希检查,不会影响块的有效性。

还有一种可以称之为智能的方式,那就是让出块时间设计为动态变化。

在PoW链正常的共识出块中,会出现孤块、叔块,这会影响链的数据,但如果通过一个数据来监控孤块和叔块,进而调整出块时间和块大小。就足以让所有链上的资源变得更智能。

例如还有一个公链的案例是引入叔块率等运行期数据,对出块时间,难度,出块奖励进行动态调整,进而最大限度利用网络资源。

详细的过程如下:当区块越大,出块时间越短,孤块会越多,而孤块率增加会降低双花攻击的难度,所以需要将孤块率限制在一个阈值之内。

如果在孤块基础上,引入叔块。首先,定义每N个块为一个Epoch。并且为每个Epoch定义出叔块。

这样就可以用Epoch内的叔块率评估网络的拥塞情况,并以此作为出块时间,出块大小调整的依据,实现充分利用网络,提升吞吐的同时,也可避免区块过大或者出块时间太短导致孤块过多,安全降低。

为了将叔块维持在一个合适的阈值内,在每个Epoch末,都会重新调整下一个周期的出块时间。

如果叔块率较高,则说当前的出块时间间隔下,网络中存在较多的分叉和孤块,我们需要调大出块的时间,缓解此问题。反之,则说明全网出块情况良好,还能进一步缩短出块时间,进一步提高全网吞吐。

以此看来,通过对PoW共识设计的改变,足以改善PoW链的表现能力,但如果用此与PoS链相比,仍旧是无法比较的,只是通过这样的改进,在面临网络拥堵情况下,链的处理能力是更高的,也是更可控的,这样的调整下,部分项目可以保持对PoW共识的信仰,同时其网络资源也是在矿工经济模型的保护之下运行的,在行业面临巨大问题时,可能会有缓冲效果。

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