性能方面,跨鏈及高性能的需求日益凸顯。讓價值跨過鏈和鏈之間的障礙進行直接的流通是
區塊鏈越來越凸顯的需求之一。跨鏈技術使區塊鏈適合應用于場景復雜的行業,以 實現多個區塊鏈之間的數字資產轉移,如
金融質押、資產證券化等。 目前主流的跨鏈技術包括:公證人機制(Notary schemes)、側鏈/中 繼(Sidechains/relays)和哈希鎖定(Hash-locking)。
表 :跨鏈技術對比
為了提高區塊鏈系統的吞吐量,
區塊鏈技術和學術專家提出多種高性能方案,如下表所示。
表:高性能方案對比
第一類高性能方案是改變塊鏈式拓撲結構為基于交易的有向無環圖(Directed Acyclic Graph,簡稱 DAG)。在這種拓撲結構下,交 易請求發起后,廣播全網確認,形成交易網絡,無打包流程,交易可 以從網絡中剝離出來或者合并回去。基于 DAG 的設計沒有區塊的概 念,擴容不受區塊大小的限制,其可伸縮性取決于網絡帶寬、CPU 處理速度和存儲容量的限制10。這種拓撲結構可以應對安全問題、高并發問題、可擴展性問題和數據增長問題,以及適應小額支付場景。
第二類高性能方案是改變共識策略,通過減少一次參與共識的節 點數量以提高吞吐量。這類方案中,為了提高性能,盡量在不影響安 全的前提下減少參與共識的節點數,用算法控制一次參與共識的節點 不被提前預知。雖然這種方案可以提高性能,但保證安全性的策略實 現起來難度較大。
第三類高性能方案是通過提高系統橫向擴展能力來提高系統整 體吞吐量,代表有分片、子鏈、多通道等技術。對于這類技術,片區 內、子鏈內、通道內需保持數據同步,片區間、子鏈間、通道間則是 異步的。分片技術(Sharding)是把整個 P2P 網絡中的節點分為若干 相對獨立的片區,以實現系統水平擴展。分片的情況下,通過把交易 導引至不同節點,多個網絡片區并行分擔驗證交易的工作。目前的分 片策略包括網絡分片(Network Sharding)、交易分片(Transaction Sharding)和計算分片(Computational Sharding)。子鏈技術是在主 鏈上派生出來的具有獨立功能的區塊鏈,子鏈依賴主鏈而存在,并且 可以定義自己的共識方式和執行模塊。通過定義不同的子鏈,系統的 可擴展性、可用性和性能均得到提高。多通道技術是系統中多個節點 組成一個通道,每個節點也可以加入不同的通道中,通道之間互相隔 離,通過錨節點互相通信。多通道技術可以消除網絡瓶頸,提高系統 可擴展性。
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