4.1 鏈上擴容
第1層擴容,即鏈上(On-Chain)擴容,通過優化、改進公鏈基本協議提升擴展性。具體包括數據層改進方案、網絡層改進方案和共識層改進方案。
(1)數據層改進方案
包括擴塊、隔離驗證(SegWit,segregated witness)和有向無環圖(DAG,Directed Acyclic Graph)等方案。
1)擴塊。擴塊方案即增加區塊容量,從而單個區塊包含的交易數量相應增加,實現擴容目的。以BCH為例,2017年BCH區塊大小提升至8M,今年5月又再次提升至32M。從理論上說,在平均區塊間隔固定的情況下,網絡TPS上限與區塊大小成正比,BCH今年九月進行的壓力測試也證明其單個區塊的交易承載能力高于
btc。但由于之前提到的節點處理能力、算力中心化等問題,區塊的大小不能無節制隨意擴大。因此這種方式一方面對于效率提升有限,另一方面存在可能導致算力中心化的問題。
舉例:客車由一層變為兩層,載客空間變大,能夠運載更多乘客。
2)隔離見證。被打包進區塊的交易數據包括數字簽名(scriptSig)和其他交易信息,數字簽名便占用了全部交易數據60-70%的空間,但是數字簽名僅僅在驗證階段需要。隔離見證即隔離(segregate)數字簽名(witness)與其他交易數據,提升單個區塊所能容納的交易數量,通過“縮小”交易數據變相擴大了區塊大小,如BTC就是采用了隔離見證的擴容方式。同擴塊方案一樣,隔離見證對于處理效率的提升也是有限度的。
舉例:客車容量不變的情況下,將乘客的行李全部放到車廂頂部,從而能夠運載更多的乘客。
3)DAG。DAG是無回路的有向圖,即從一個頂點沿著若干邊前進(有向),但永遠不能回到原點(無環)。以IOTA為例,節點發起交易時只需要找到網絡中的任意兩筆交易,驗證它們的合法性,指向它們并廣播到網絡。這筆交易會以同樣的方式被驗證,被驗證的次數越多,交易的狀態就越穩定。DAG避免了因網絡延遲和數據同步造成的時間浪費,可以做到高并發,存在的主要問題包括雙花和影子鏈攻擊等。
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