分片技术能够同时实现上文提及的三个特性。一个分片型区块链拥有以下特征: ➤ 可拓展性:其处理的交易量远高于单一节点。 ➤ 去中心化:能够完全基于消费级笔记本电脑运行,无需依赖超级节点等。 ➤ 安全性:攻击者无法通过少数资源对系统发动局部攻击,只能尝试控制整个系统,以进行攻击。 本文接下来的部分将讨论分片型区块链如何实现这些优势。 随机抽样分片 最容易理解的分片版本是通过随机抽样进行分片。与以太坊生态系统中构建的分片形式相比,随机抽样分片的信任属性更弱,但以太坊分片应用的技术更简单。 下文阐述了分片的核心思想。假设有一个PoS区块链,其验证者数量非常多,例如10000位验证者,并且需要验证区块的数量非常庞大,比如100个区块。在下一组区块产生之前,没有一台计算机能够验证这100个区块。 为了解决这个问题,我们需要以随机的方式,分配验证工作。我们对验证者名单进行随机混洗,然后选取名单中前100个验证者来验证第一个区块,第二组100位验证者来验证第二个区块,以此类推。随机抽样分片通过这种方式来验证区块或执行其他任务,这些随机选出的验证者称为委员会 (committee)。 验证者验证一个区块后,会通过发布一个签名来证明。其他所有节点都只需要验证10000个签名,而不是验证100个完整区块,这样会减少很多工作量,特别是应用了BLS签名聚合技术之后。每个区块的广播无需通过同一个P2P网络,而是通过不同子网,节点只需加入自己负责或其他想要验证的区块相对应的子网。 想象一下,如果每个节点的算力增加2倍,会产生什么效果。对于每个节点,现在能够安全验证签名的数量增加了2倍,那么可以减低最小质押数量,让验证者的数量增加2倍,这样就可以产生200个委员会,而不是100个。所以,每个时隙的区块验证数量能够达到200个,而不是100个。此外,每个区块容量可以扩大2倍。因此,总体区块链容量会增加4倍。 我们可以通过数学术语来解释其背后的原理。根据大O符号 (Big O notation),我们用 “O(C)” 表示单个节点的算力。O(C) 代表传统区块链能够处理的区块大小。如上所述,分片链可以并行处理大小为 O(C) 的区块 (请记住,每个节点来验证每个区块的间接成本为O(1),因为每个节点只需要验证固定数量的签名)。因此,每个区块容量为O(C),分片链总容量是 O(C^2) (责任编辑:admin) |