区块链:区块链的平衡安全性、去中心化和可伸缩性

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2017年比特币的区块大小接近1MB,这是比特币的一次巨大飞跃。然而,比特币链仍然只允许每秒处理7个交易,远远供应不上需求。在当今这个依赖即时满足的世界里,这个问题变得更加严峻。

尽管区块链技术有着前景广阔的影响,尤其是在金融和银行业,但正如以太坊(ETH)联合创始人维塔利克·布特林(VitalikButerin)所言,可扩展性三难困境是真实存在的。更准确地说,这意味着可伸缩性、安全性和去中心化这三个属性中只有两个可以同时实现;对其中任何一个方面的改进都会对另外两个方面的至少一个产生负面影响。

动态 | 云南省财政厅联合支付宝开出全国首张区块链电子票据:记者今日从蚂蚁金服了解到,支付宝的区块链技术再添新场景,日前联合云南省财政厅开出全国首张区块链电子票据。未来,除了学校收费之外,云南省还将在交警罚没、医疗、捐赠等行业落地区块链电子票据。截至2019年8月,包括商品溯源、公益溯源、跨境汇款、供应链金融和电子票据在内,支付宝的区块链技术已经落地超过40个应用场景,与多个行业融合。[2019/10/15]

公共区块链的可扩展性对于整个行业来说至关重要。因此,全世界的区块链社区和组织都在尽力创建可扩展的解决方案来支持大量的节点。许多开源区块链项目都在处理这个问题。据报道,2016年GitHub上被创建了超过2.6万个开源区块链项目。然而,2017年这些项目中只有8%得到了积极维护。

动态 | 青岛联手启迪签约组建10亿元启信金融科技创投基金 投资区块链等技术领域:据青岛日报报道,记者5月20日从市科技局获悉,在市政府与启迪控股签署战略合作协议之后,双方迅速推进实质性合作,由青岛高创科技资本运营有限公司与启迪科服、市创投中心、即墨区丁字湾科技金融投资有限公司签署协议,成立10亿元启信金融科技创投基金,将重点投资新一代信息技术的产业化和专利运营,包括人工智能、大数据、区块链、医疗器械、供应链金融中的信息安全等技术领域,尤其要关注第三方支付等金融科技的前沿技术。基金围绕核心技术将形成一批专利池、专利群,打通知识产权专利成果转化、知识产权专利运营链条和服务体系,促使被投资企业价值迅速提升,并推进国际科技深入合作,提升我市科技金融服务能力。[2019/5/21]

从第0层到第一层到第二层

声音 | 虹桥商务区相关负责人:海关利用区块链技术对货物状态实时监管:虹桥商务区管委会商务处相关负责人接受采访时表示,“保税仓库0租金”的政策扶植、海关通过区块链的信息化系统,对货物状态实时监管,通过保税展示交易模式,为企业节省了物流和资金成本。[2019/1/25]

区块链体系结构由三层组成——底层(第0层)、链上(第1层)和链外(第2层);所有这些协议都是基于OSI(开放系统互连)模型结构,从基础协议到高级协议。

第0层可以看作是区块链技术的物理部分。然而,当涉及到更抽象的概念时,主要关注的是第1层,它涉及网络、数据和激励部分。第2层与智能合约和应用程序有关——可扩展性正式第2层所面临的。

声音 | 中国科学院院士王小云:没有哈希函数的概念就不可能有区块链的概念:人民网北京12月18日电,中国科学院院士、中国密码学家王小云今天下午做客人民网强国论坛“改革开放 巾帼力量”网络访谈。王小云的主要研究领域是哈希函数,哈希函数是区块链最为核心的密码技术。王小云说:“没有哈希函数的概念就不可能有区块链的概念。全球计算机网络、计算机系统电子签名,还有众多的密码系统都使用哈希函数,没有哈希函数,这些算法和系统就会产生安全问题,出现安全漏洞。”[2018/12/19]

可扩展性解决方案——状态通道和侧链

找到一种可以让可扩展性与安全、去中心化并行以缓解交易拥挤的技术是困难的。然而,这并不是不可能的。到目前为止,区块链已经存在可能的解决方案,它们各自具有不同的应用程序:状态通道和侧链,而且两者都需要解决与可扩展性相关的问题。

状态通道在本地区块链之外带来了一个临时的链外点对点交易路线。一旦交易在双方之间完成或达到其到期日期,或者任何一方将数据(初始和最终事务)同步到主链,结果将被记录回主区块链。通过这种方式,区块确认的过程加快了,用户的隐私得到了很好的保护。

然而,为了避免的风险,双方必须同时在线,这给这种特殊的扩展性解决方案带来了不便。虽然状态通道具有很强的隐私属性,但从长远来看,对所有参与者100%可用性的需求可能会被认为是一个缺点。

闪电网络

闪电网络是一个基于状态通道的应用,是比特币区块链挑战可扩展性的一种可能的解决方案。它负责从以前的层卸载和外包部分处理工作,这意味着并非所有事务都必须在本机区块链上发生。矿工只需要打包并上传闪电链中记录的初始和最终交易。通过设置一个交易外链渠道,该解决方案意味着每秒处理多达5万笔交易,这是比特币区块链社区最重要的功能。

闪电网络的核心在于在交易通道打开之前创建一种加密货币预存。作为违约补救交易,双方须将一定数额的硬币转移到定金中。但是,只有小额款项可以通过这个渠道及时转移。交易金额越大,违约救济交易的保证金金额越高。更重要的交易可能意味着重大损失,如果一方或双方没有连接到互联网,或付款被发送到错误的帐户。此外,闪电网络的外链操作牺牲了与去中心化系统相关的部分安全性。

侧链

侧链作为一种跨链解决方案,本地区块链(链a)的资产首先转移到侧链(链B)进行交易。一旦交易完成,资产将被转移回主链。从而减轻了主链的工作量,提高了主链的效率,从而提高了交易速度。

但是,由于主链无法验证侧链上的所有区块,只能通过其算法来确认和验证交易,用户交易的安全性难以保证——这是一个安全漏洞,可能会导致重大的经济损失。侧链中缺乏监管可能将打开一个缺口,危及到侧链的区块,并导致被攻击。

三难困境主要来自于区块链设计中不同组件的交互。比特币开发者一直在探索第二层解决方案,比如闪电网络,它能允许一些交易在链外发生;而以太坊的开发者更倾向于分片。

随着越来越多的机构看到了这种平衡行为的动力,看到公共区块链在安全、去中心化和可扩展并行的希望变得更加强大。

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地球链

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