Vitalik回应musk：提高区块链的可伸缩性并不容易

私募比特币 前段时间，特斯拉创始人马斯克在推特上表明，抱负状况下，狗币能够将区块承认时间缩短10倍，区块巨细添加10倍，手续费削减100倍，然后就能够轻松取胜。这一说法引起了加密职业KOL的许多批判，以太坊创始人维塔利克今日就此撰文称，只是改善区块链网络的参数就会带来更多费事，论述了区块链网络为进步其功能所面对的问题和束缚。因而，链捕手翻译了这篇文章，并在不影响本意的状况下进行了删减。你能把区块链的可伸缩性进步到什么程度？正如马斯克所期望的那样，你真的能“将区块承认时间削减10倍，将区块巨细添加10倍，并将处理费用削减100倍”，而不会形成极度会集，损坏区块链的根本特点吗？假如没有，你能走多远？假如你改动一致算法呢？更重要的是，假如您更改技能来引进zk snark或切片之类的特性，会产生什么？事实证明，不论区块链是否四分五裂，都有一些重要且适当奇妙的技能要素束缚了区块链的可伸缩性。在许多状况下，这些束缚是有处理办法的，但即便有处理办法，也有束缚。本文将讨论这些问题。节点需求满足涣散清晨2点35分，你接到一个来自国际另一边的合伙人的紧迫电话，他协助你办理矿井（或许或许是典当池）。从大约14分钟前开端，你的合作伙伴就告知你，你的矿和其他几个矿现已从依然占有79%网络的区块链中分离出来。依据您的节点，大多数链块是无效的。存在一个平衡过错：密钥块好像过错地将450万个额定令牌分配给了一个不知道地址。一个小时后，你正在和其他两个小矿场进行电报谈天。你终究会看到有人将链接粘贴到包括已发布音讯的tweet。这条微博以“宣告新的连锁可持续开展基金”开端。早上，Twitter和社区论坛上的争辩随处可见。但到那时，450万枚代币中的很大一部分现已转化为链上的其他财物，并进行了数十亿美元的defi买卖。79%的一致节点，以及全部首要的区块链探索者和轻钱包节点，都遵从这条新链。或许一个新的开发基金将赞助一些开发项目，或许全部这些项目都将被首要买卖所吞并。可是，不论成果怎么，基金的全部意图和意图都是既成事实，而普通用户却无法反击。这会产生在你的区块链上吗？区块链社区中的精英们或许会很好地和谐，包括矿池、区块浏览器和保管节点。他们或许都在同一个电报频道和微信群里。假如他们真的想忽然改动协议的规矩，以促进自己的利益，他们能够。使这种协作式交际进犯无效的仅有牢靠办法是经过被迫防护，而这个集体实践上是涣散的：用户。幻想一下，假如用户运转以验证区块链的节点，然后主动回绝违背协议的规矩（即便逾越90%的矿工或利益相关者支撑协议），故事会怎么开展。假如每个用户都运转一个身份验证节点，那么进犯很快就会失利：在这个过程中，会呈现一些地雷和交流，这看起来适当愚笨。可是，即便部分用户运转认证节点，进犯也不会使进犯者取得彻底的成功；相反，它会导致紊乱，不同的用户会看到不同的区块链视图。至少，随之而来的商场惊惧和或许的持续割裂将大大削减进犯者的赢利。办理这样一场长年累月的抵触的主意自身就能避免大多数突击。paradigms研讨合作伙伴Hasu的Twitter假如您有一个由37个节点运转器和80000个被迫侦听器组成的社区来查看签名和阻挠标头，则进犯者取胜。假如社区中的每个人都运转一个节点，进犯者将失利。咱们不知道对立协作进犯的组免疫的切当阈值，但有一点是必定清楚的：节点越多越好，节点越少越好，咱们必定需求几十个或几百个节点。节点作业的局限性是什么？为了最大极限地添加能够运转节点的用户数量，咱们将要点重视传统的消费类硬件。完好节点处理许多业务的才能有三个要害束缚核算才能：安全运转一个节点需求多少百分比的CPU？带宽：考虑到当时互联网衔接的实践状况，一个块能够包括多少字节？存储：咱们能够要求用户存储多少GB磁盘？其他，它的读取速度有必要有多快（是能够运用硬盘，仍是需求固态磁盘许多人过错地以为，运用“简略”技能能够将区块链扩展多远，是由于对这些数字过于达观。咱们能够逐个调查以下三个要素：1） 核算才能过错答案：100%的CPU能量能够用于块验证。正确答案：大约5-10%的CPU功率可用于块验证。限购份额如此之低，首要有四个原因咱们需求一个安全边沿来掩盖DoS进犯的或许性（进犯者运用代码的缺点进行的业务需求比惯例业务更长的处理时间）；当节点离线时，它需求能够同步区块链。假如我堵截网络一分钟，我应该能在几秒钟内赶上；正在运转的节点不该该很快耗尽电池电量并减慢全部其他应用程序的速度；节点还需求履行其他非堵塞生产任务，首要环绕P2P网络来验证和呼应传入的业务和恳求。请注意，直到最近，大多数受访者都在答复“为什么只需5-10%的解说会集在一个不同的问题上：由于POW块是随机呈现的，验证块需求很长时间，这添加了一同创立多个块的危险。有许多办法能够处理这个问题（例如，比特币ng或只是运用爱好证明机制）。但这些补丁并不能处理其他四个问题，因而它们并没有像许多人开端以为的那样带来可伸缩性方面的优点。平行性不是全部。一般，即便看起来像单线程的区块链客户端也被并行化了：签名能够由一个线程验证，而履行则由其他线程完结，其他一个线程在后台处理业务池逻辑。而且，全部线程的运用率越挨近100%，运转节点耗费的能量就越多，针对DoS的安全边沿就越低。2） 带宽过错答案：假如咱们每2-3秒有10 MB的数据块，大多数用户的网络速度是gt；10 Mb/s，所以他们当然能够处理。正确答案：或许咱们能够每12秒处理1-5 MB的数据块，虽然这很难。现在，咱们常常听到关于互联网衔接能供给多少带宽的广告核算：一般是100 Mbps乃至1 Gbps。可是，由于以下原因，发布的带宽数据与实践带宽存在较大差异：“Mbps”是指“每秒数百万位”。位是字节的1/8。因而，需求将广告位的数目除以8来取得广告字节的数目；像全部公司相同，互联网供货商常常说谎；总是有多个应用程序运用同一个Internet衔接，因而节点不能占用整个带宽；P2P网络不可避免地带来了自身的开支：节点常常屡次下载和上传同一个块（更不用说在包括在块中之前经过MemPool播送的业务）。starkware在2019年进行试验时，初次发布了500KB的数据块。这是由于买卖气体本钱的下降初次使这种或许性成为或许。事实上，有几个节点无法处理这种巨细的块。尔后，区块链处理大数据块的才能得到了进步，并将持续进步。可是不论咱们做什么，咱们依然远远没有天真地得到均匀带宽（MB/s），让咱们自己信任咱们能够承受1s的推迟并具有如此大的数据块。3） 贮存过错答案：10TB。正确答案：512g。正如你或许猜到的，这儿的首要观点和其他地方相同：理论和实践的差异。理论上，您能够在Amazon上购买8 TB SSD。事实上，用来写这篇博客文章的笔记本电脑是512GB。假如你要求人们购买他们自己的硬件，他们中的许多人会变得懒散（或许他们买不起800美元的8tb SSD），而运用会集的供货商。此外，即便能够在某些存储磁盘上装置并运转chunk节点，高档其他活动也很简略快速烧掉磁盘，迫使您不断购买新磁盘。此外，存储巨细决议了新节点联机并开端参加网络所需的时间。现有节点有必要存储的任何数据都是新节点有必要下载的数据。初始同步时间（和带宽）也是用户运转节点的首要妨碍。在写这个博客时，我花了大约15个小时来同步一个新的geth节点。区块链危险现在，在以太坊区块链中运转一个节点给许多用户带来了应战。所以咱们有一个瓶颈。中心开发人员最关怀的是存储巨细。因而，现在尽力处理核算和数据瓶颈问题，乃至对一致性算法进行修正，都不太或许导致气限的许多进步。即便处理了以太坊最杰出的DOS缝隙，气体极限也只能进步20%。处理存储容量问题的仅有办法是无状况和有状况过期。无状况答应一类节点在不保护永久存储的状况下验证区块链。当状况过期时，用户将知道最近未拜访的状况，然后强制用户手动供给续订证明。这两种途径现已运用了很长一段时间，无国籍状况的概念验证施行现已开端。这两项改善的结合能够大大缓解这些忧虑，并为天然气限值的大幅进步拓荒了空间。可是，即便在施行无国籍和国家到期之后，气体束缚也只能安全地添加大约三倍，直到其他束缚开端占主导地位。碎片化从根本上绕过了上述束缚，由于它将区块链中包括的数据与单个节点要处理和存储的数据解耦。它们运用先进的数学和暗码技能来直接验证块，而不是节点自己下载并履行来验证块。因而，分区块链能够安全地到达分外区块链无法到达的业务吞吐量水平。创立一种高效简略的彻底验证办法并成功地回绝无效块的确需求许多的暗码学才智，但这是能够做到的：理论十分老练，依据标准草案的概念验证正在进行中。以太坊计划运用二次分区，由于节点有必要能够处理单个分区和信标链（有必要为每个分区履行一定量的办理作业），所以整体可扩展性是有限的。假如片段巨细太大，节点将无法再处理单个片段。假如片段太大，节点将无法再处理信标链。这两个束缚的乘积构成上界。咱们能够幻想，咱们能够经过三次乃至指数分割来更进一步。在这样的规划中，数据可用性采样必定要杂乱得多，但它是能够做到的。可是，以太坊不会比圆锥更进一步。原因是，除非其他危险变得十分高，不然业务碎片化实践上无法取得额定的可伸缩性收益。那么危险是什么呢？1） 最小用户数能够幻想，只需用户乐意参加，非区块链就能够运转。分区区块链不是这样的：没有节点能够独自处理整个区块链，因而需求满足的节点一同处理。假如每个节点能够处理50个TPS，区块链需求处理10000个TPS，那么链上至少能够运转200个节点。假如区块链在任何时候都少于200个节点，要么节点跟不上区块链，要么节点检测不到无效块，要么依据节点软件的装置办法，或许会呈现许多其他的不良状况。假如分区块链的容量添加10倍，则最小节点数也将添加10倍。好吧，你或许会问：为什么咱们不从一点点容量开端，当咱们看到许多用户涌入时再添加它；假如用户数量削减，容量会削减吗？因而，咱们能够捉住真实需求它的部分；以下是一些问题：区块链自身无法精确检测出有多少个一起的节点，因而需求某种办理来检测和设置分区的数量。逾越才能极限，很简略成为割裂和抵触的本源。假如许多用户忽然意外地退出呢？添加fork发动所需的最小节点数将使抵挡歹意接收变得愈加困难。简直能够必定的是，最小节点数不该逾越1000个，因而，好像很难证明一个具有数百个以上节点的区块链是合理的。2） 前史可检干脆区块链用户真实垂青的重要特点是持久性。当公司破产或失掉保持生态系统的才能时，存储在服务器上的数字财物将在10年内被移除。另一方面，以太坊的NFT是永久的。是的，人们依然会下载和检索你的加密猫在2371。但一旦区块链的容量太大，存储全部这些数据就会愈加困难。假如在某个时间有很大的危险，就不会有人来存储前史的某些部分。很简略量化这种危险。以区块链的数据容量（MB/s）为单位，乘以30得到每年以TB存储的数据量。当时碎片计划的数据容量约为1.3 MB/s，因而约为40 TB/年。假如添加10倍，每年将到达400 TB。假如咱们不只期望数据可拜访，而且期望数据易于拜访，那么咱们还需求元数据（例如，解压缩汇总内容），因而咱们每年需求4 Pb，或许10年需求40 Pb。这是大多数区块链能够安全取得的合理上限。因而，在这两个维度上，以太坊碎片化规划根本上都是以合理的最大安全值为方针。参数能够添加一点，但不能太多。总结区块链的扩展有两种办法：基础技能的改善和简略的参数添加。首要，添加参数听起来很有吸引力：假如你在餐巾纸上做数学运算，很简略压服自己一台家用笔记本电脑每秒能够处理数千个业务，而不会呈现zk snark、rollups或碎片。不幸的是，由于许多奇妙的原因，这种办法存在根本性的缺点。运转区块链节点的核算机不能耗费100%的CPU容量来验证区块链；它们需求很大的安全空间来抵挡意外的DoS进犯，而且需求备用容量来履行业务，例如在内存池中进行处理。而且用户不期望在核算机上运转节点，因而核算机不能一同用于任何其他应用程序。带宽也有开支：10 Mb/s的衔接并不意味着每秒能够有10 Mb的块。每12秒最多或许有1-5 MB的块，与存储相同。添加正在运转的节点的硬件装备并将节点的运转束缚为特定的参加者，这不是一个处理方案。关于一个去中心化的区块链来说，普通用户能够运转节点并具有运转节点的一起活动文明是十分重要的。根本的技能改善必定会见效。现在，以太坊的首要瓶颈是存储容量。无状况和状况过期能够处理这个问题，并答应它添加大约三倍（但不逾越300倍），由于咱们期望使运转节点比现在更简略。分区区块链能够进一步扩展，由于分区区块链中没有单个节点要处理的业务。但即便如此，容量仍是有限的：跟着容量的添加，最小节点数会添加，归档链的本钱（假如没有人操心办理归档链，数据丢掉的危险也会添加）也会添加。但咱们不用太忧虑：这些束缚满足高，在区块链彻底安全的状况下，咱们每秒能够处理100多万笔买卖。但要在不献身区块链涣散化的前提下完成这一点，需求做出尽力。

最后编辑：2022-01-13

作者：比特币入门网

这个作者貌似有点懒，什么都没有留下。

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