區塊鏈側鏈:解決可伸縮性問題!

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對於大多數加密貨幣和來說,可伸縮性是最棘手的問題。隨著它們被越來越廣泛地採用,並且發生了更多的事務,我們越來越接近塊大小限制,導致事務需要更長的時間才能完成。這常常會使執行事務更加昂貴,從而使挖掘人員將事務新增到下一個塊。比特幣的一個軟分支就是SegWit的實現,它在一定程度上幫助解決了可伸縮性問題。但是,需要一種更通用的解決方案,使所有加密貨幣或區塊鏈都可以使用。有許多有趣的研究方法試圖解決這個問題。一種是分片。另一種是側鏈,我們將在本文中討論側鏈。該技術的一般實現由一個主區塊鏈和幾個分支組成。這些分支稱為側鏈,其中這個結構中的主要區塊鏈是主分支。相同的代幣在所有這些鏈上都有效,因此您可以將代幣從一個鏈轉移到另一個鏈。側鏈本身是功能完全的區塊鏈,您可以在其上執行事務,這也需要它們自己的挖掘器來驗證事務。側鏈提供了許多有趣的可能性,比如測試新特性和協議更改。大量資金已經投入到大多數主要的加密貨幣或區塊鏈的平臺上,但如果不小心引入任何bug或安全風險,嘗試對這些平臺進行重大更新的風險太大了。但是,可能需要引入更新,以便更改或修復共識協議,或向區塊鏈新增更多的複雜層。如果您能夠建立一個不影響主區塊鏈的側鏈,同時以完全相同的方式工作,那麼您可以嘗試測試較新的特性。例如,可以嘗試為比特幣新增智慧合約功能,該功能已經在一個名為“Rootstock”或RSK的專案中實現。

不過,側鏈的使用遠不止是簡單地測試新特性那麼簡單。側鏈可以針對特定任務開發,因此可以使用相同的區塊鏈平臺開發多個不同的專門服務,同時不會給主要的區塊鏈帶來太多負擔。今年早些時候使用以太坊智慧合約開發的“加密貓”遊戲便是一個很好的例子。這是以太坊網路上的一個遊戲,然而以太坊網路上有如此多的加密貓被交易,以至於以太坊25%的流量一度由加密貓相關交易組成。這當然造成了相當大的擁塞,並導致了交易費用的增加,因為正常的ETH交易和與加密貓相關的交易都在爭奪礦商的優惠。擁堵還導致多個ICO和代幣銷售被推遲,這讓人們理所當然地質疑,如果網路上的一款遊戲引發了這樣的重大問題,那麼如何才能構建使用以太坊智慧合約的主要服務和應用程式。造成擁堵的主要原因是以太坊每秒處理的交易極少,大約20筆交易,而Paypal平均每秒可以處理115筆交易,VISA平均每秒處理2000筆交易。如果加密貓事務都發生在一個單獨的以太坊側鏈上,那麼許多與加密貓相關的擁塞是可以避免的。已經有多個專案試圖使用側鏈來提高事務數量,其中最引人注目的是“Plasma”。這裡的思路是,如果一個以太坊區塊鏈每秒能處理20個事務,那麼如果有100個區塊鏈,它應該能處理2000個事務。

還有其他專案也在以非常有趣的方式利用側鏈,例如 Lisk。這個加密貨幣有一個Javascript SDK,可以用來輕鬆地將一個全新的側鏈部署到Lisk平臺。引用Lisk的話:“這個側鏈是完全可定製的區塊鏈,沒有汙染主鏈或其他側鏈上的郵件。可以更改所有規範、引數和事務型別,以完全適合您的區塊鏈應用程式。“

當然,所有這一切都有其自身的挑戰和安全風險。在將代幣從一個鏈轉移到另一個鏈時,實際上是將代幣轉移到一個特定的地址或實體,該地址或實體將儲存代幣,然後將等量的代幣釋放到另一個鏈上。例如,在Lisk的例子中,代幣將儲存在鏈所有者的帳戶中,而等效的數字將釋放到另一個鏈上的帳戶中。對於這個系統,我們確保沒有人因為錯誤而丟失他們的代幣,並且一旦我們確認代幣已經鎖定在另一個鏈上,代幣才會在一個鏈上釋放。如果這樣做不正確,“重複使用”成為可能,因為使用者可以在多個鏈上覆制他們的代幣,並多次使用相同的代幣。所有這些都減少了加密貨幣和基於區塊鏈平臺提供的固有信任層,因為您必須信任鎖定代幣的這個地址。

另一個問題是,對於大多數加密貨幣(如比特幣)來說,利用“工作量證明”共識演算法的一個主要安全特性是,單個區塊鏈上有大量使用者和礦商。透過這種方式,幾乎不可能進行51%的攻擊,即單個使用者或組織控制網路一半以上的採掘力量,從而可以偽造交易。但是,如果使用者和礦機被劃分到多個側鏈中,那麼每個鏈的數量就會減少。當然,這是側鏈提供更大可伸縮性的主要原因之一,但這也意味著更容易接管單一側鏈的大部分挖掘能力並偽造交易。關於如何應對這一問題,已有大量的研究,例如以太坊打算將工作量共識證明演算法遷移到權益證明中來解決這一問題。側鏈獨立於主鏈,這帶來了極大地安全性,因此,如果在任何單個鏈上發現了錯誤或安全風險,那麼該鏈和所有其他鏈之間的代幣傳遞可以快速關閉。但發生這種情況的方式以及所需的時間又要具體分析了。

側鏈是一個非常有前途的領域,如果進一步開發和實現,可以提供大量的可伸縮性改進。我期待看到針對許多潛在安全風險的更創新實現和解決方案。


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