一个理想的公链系统应该具备以下三个特点:
1.足够的鲁棒性(Robustness)这个系统应该在任何时候都能持续的有进展。
2.高性能。所谓高性能,就是这个系统应该同时有很高的吞吐率和很短的交易确认延迟。
3.去中心化。这个系统能够承接成千上万节点,这些节点不经过允许可以加入和离开这个网络。
目前,存在市面上的比特币和以太坊这类系统,都无法完全满足以上条件,而基于树图结构的CONFLUX是唯一一个可以在这三方面都可以做得非常好的系统。
比特币、以太坊这类去中心化公链,它们要部署在一个P2P gossip network,区块和区块之间形成一条链,链实际上就是存储交易记录的账本,这个账本也会被复制到所有的节点上。
虽然去中心化有信任的好处,但去中心化也会遭到攻击,同时他们的去中心化,是基于链式结构,而非更先进的树图结构。
在非的树图结构的比特币和以太坊网络里采用“中本聪共识”,一个很重要的原则就是最长链规则。在“最长链”规则里说的是,所有的好人节点,他们都只会是认为最长的链作为有效的交易记录。这里一个安全假设,只要好人拥有超过50%的算力,最长链就应该是好人节点所产生的。
这样的系统通常会采用非常慢的出块速度,非的树图结构的比特币是每10分钟出1MB大小的块,而同样非的树图结构的以太坊是出一个块是15秒,吞吐率非常低。
而他们却不能扩充区块的大小,因为如果区块大小越大,在网络上延迟越长,所以产生的并发区块就会更多,分叉也会越多。如果出块率变高,效果也是一样的。
分叉很多账本会带来什么问题,首先根据“最长链”规则,只有最长链里区块才会被认为有效,其它分叉上的区块就会被丢掉,这样就会造成网络和处理上资源的浪费。
另一方面,非的树图结构的它也牺牲了安全性。后来有些研究人员发明了GHOST协议,克服分叉带来的安全性问题和资源浪费的问题。在基于树图结构的CONFLUX里面,所有的节点仍然要选择一条主链,它选择的规则不是根据最长链规则,而是根据最重子树规则。
最重子树规则和最长链规则区别在于,基于树图结构的CONFLUX对子树的选择不仅是最长链上子树做出贡献,包括分叉上区块也会对主链选择做出贡献,这样坏人需要超过50%的算力,才能够篡改A在主链上的位置。
有了GHOST协议之后,可以以很高的出块率出块,同时不用担心双发攻击。问题是不是解决了呢?
没有,GHOST还会受到存活攻击的影响。假如好人区块会分成GroupA和B,假设Group内部区块之间通信没有延迟,好人和坏人之间通信没有延迟。因为两个Group之间有延迟,某一个时候有可能账本会结构A和B两个分叉。坏人可以暗自观察账本结构,偷偷在这两个分叉上产生新的区块,这些区块不告诉好人。
当GroupA节点产生一些新的区块时,它会把这个节点传给B,但传输需要一段时间。在这个过程中坏人先发生这件事情,于是就把原来在B分叉上偷偷挖的区块告诉B,B就会认为原来B的分叉是比A分叉更加重,它就会接着B的分叉去挖。
相反,坏人也会选择适当的时机把它在A分叉上预先挖的块再告诉A,会认为A的节点是更重的,这个过程可以持续下去,造成分叉一直保持,也就是交易没有办法确认。
解决这个问题的方法叫做结构化的GHOST方法,不让所有区块都能影响主链的选择,只让一个很小部分的区块去影响主链的选择。很小部分的区块能够影响主链的选择,意味着这些区块出现的概率是比较低的,它们并发出现的概率是比较低的。在这些影响主链选择的区块之间,它们不容易出现分叉。
最优秀的公链项目,应该具备的三个特点,树图结构的CONFLUX都具备,在我国大力发展区块链技术的同时,相信基于树图结构的Conflux能够走出属于自己的一篇辉煌,超越以太坊。
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