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Scaling Bitcoin第四届研讨会首日内容回顾

  Scaling Bitcoin第四届研讨会首日内容回顾—BTCC&巴比特联合发布

  11月4-5日,第四次比特币扩容(Scaling Bitcoin)大会在斯坦福大学召开。今年Scaling Bitcoin的主题是“Scaling the Edge”,专注于比特币扩容技术的研究、创新和应用。本届大会旨在为数字资产构建并理解最前沿的加密技术,确定和发展能够促进行业开放创新的协议,驱动比特币技术开发能力并被最终用户所采用。

  不过,与以往的Scaling Bitcoin不同,今年关于比特币分叉的讨论所剩无几,讨论的集中点大多集中在支付通道的内容。以下内容由BTCC与巴比特联合发布。

Scaling Bitcoin第一日会议总结

比特币支付网络

  支付通道网络(Payment-Channel Networks)的并发性和隐私性

  比特币支付网络因其去中心化和POW机制被限制为每秒只有几次交易,大大阻碍了交易进度。比特币支付通道(类似闪电网络)因此被开发出来,用于克服比特币的扩容问题。

  此类支付通道支持用户间进行比特币交易,而无需每笔支付都经过比特币区块链的处理。通过由所有用户控制的多重签名地址和智能合约担保,用户可以在支付通道中通过调整存款的余额进行链下支付。但同时支付通道也带来了很多隐私问题。

  以上看来,支付网络应该保持以下三个主要的特性:
1. 资产安全性
2. 价值隐私性
3. 发送者/接受者匿名性

匿名支付

  BOLT:专为去中心化的数字资产服务的匿名支付通道

  支付通道是一种很有希望解决扩展问题的方式,但同时它们也受到比特币隐私性的限制。支付通道虽然已经试图通过多个中间人进行支付来解决隐私问题,但是这增加了建立支付通道的复杂性,并且如果部分中间机构进行串通,支付信息仍然可能被泄露。

  匿名的链下轻量级交易(BOLT)依靠三种付款结构:单向、双向、间接来创建拥有以下支付特性的付款通道:

  1. 保障隐私

  2. 创建匿名的直接通道

  3. 不支持关联支付通道内的支付历史记录。

隐私交易

  ValueShuffle:混合的隐私交易

  为解决比特币的隐私问题,目前业内已经提出了几个技术解决方案,一个普遍的方法是代币混合(coin mixing)。ValueShuffle就是一种代币混合协议,它将点对点的CoinJoin(混币原理),通过隐形地址所创建的一次性地址,以及通过机密交易所形成的隐私保护结合在一起,从而创建出保证支入,支出和支付金额都维持匿名的交易。

数字资产客户端

  FlyClient:轻量级的数字资产客户端

  比特币和以太坊节点通过检查交易的支入是否是记录在区块链中的有效代币,以及当前区块是否属于分叉情况下的最长链,来验证交易是否有效被包括在它们各自的区块链中。要执行这些检查,节点必须下载所有区块并对它们进行验证。

  而超轻量级的数字资产客户端FlyClient利用最近提出的名为Merkle Mountain Range的数据结构,允许简化支付验证(SPV)客户端用最少的信息验证任何交易。

区块链科学

  BlockSci:研究区块链科学和探索的平台

  BlockSci是一个用来进行区块链分析的开源软件平台。它包含一个分析数据库,分析区块链数据的速度与现有工具相比提高了几百倍。
BlockSci提供以下分析功能:

  1.多币种分析–BlockSci支持分析比特币、莱特币、域名币(namecoin)和Zcash交易。

  2.识别特定交易,例如通过像CoinJoin这样的混币方案处理的交易。

  3.交易和公共地址相关联的功能,用来查看交易中的支入是否由同一实体控制,以及某些涉及多笔交易的公共地址是否相同。

  4.分析数字加密货币和法币之间的历史和现行汇率。

  5.过去任意时刻的区块链快照。

新协议

  Graphene:通过达成一致来进行区块链传播的新协议

  比特币交易由矿工进行验证,其中包括分配给比特币网络上所有节点进行验证的新交易。随着比特币交易量的增加,这导致了网络延迟,因为越来越多的交易对包含在区块中进行竞争。并且随着区块大小的增加,造成传播区块速度的降低。

  Graphene是一种宣布新区块的新方法,它可以提高新区块的处理速度,从而提高交易的处理速度。Graphene通过使用基于区块链的网络协议(例如比特币,以太坊,莱特币和Zerocash)来减少用于宣布新区块的信息的大小。

比特币节点

  计算全球比特币节点组成的网络的最大交易吞吐量

  为了计算出全球比特币节点组成的网络的最大交易吞吐量,一组来自于Bitcoin Unlimited,英属哥伦比亚大学和nChain的开发团队正在进行为期五年的测试。在这个测试中,他们研究了一个配置为接受1 GB区块的比特币挖矿节点的全球网络,而不是比特币目前的1兆区块。

  初步结果是:

  1.Bitcoinnd比特币客户端在管理很多未使用支出和密钥对的钱包时变得迟缓,因此不适合管理大批量的交易。客户端中存在需要修正的错误和必须调整的配置参数,以提高非常大量的交易吞吐量。

  2. RAM小于8 GB的节点不适合传播大型区块或处理吞吐量大的交易量。这些节点会由于内存不足而崩溃。

原子交换

  与Roger做原子交换:关于硬分叉成功的对赌

  有三名研究学者提出了一个新的自动化协议,让比特币和以太坊用户可以对硬分叉的结果进行下注。

  这个新的协议是一个由Loaded(比特币社区中一个富有的成员的用户名,该用户经常出现在BitcoinTalk论坛)与Roger Ver所下的赌注,如果出现Bitcoin Unlimited硬分叉,Loaded将给Roger Ver60,000 Bitcoin Unlimited代币,换取Roger Ver给Loaded60,000 BTC。(https://bitcointalk.org/index.php?topic=1848524.0)

  这项交易协议将允许Loaded和Roger在硬分叉启动之前将代币存入单笔交易,并在硬分叉发生后执行原子交换。

合约记录

  严密的合约记录

  严密的合约记录(Discreet Log Contracts)是一个解决可扩展性和隐私问题的系统,旨在最大限度地减少智能合同中对信息提供者要求的信任度。

  支持严密合约记录的基本交易看起来与闪电网路交易相同,所以合约的细节在比特币的区块链上是不可见的。此外,严密合约记录中发送到预言机(oracles)的数据在加进区块链之前会与用户数据相混合。

比特币支付渠道

  比特币脚本2.0和加强支付通道

  在比特币出现的头两年,中本聪对比特币脚本做了很多紧急修复。例如,比特币的脚本中删除了OP_VER和OP_VERIF,因为中本聪发现这些函数使得比特币软件的每次升级都成为一次硬分叉。

  现在,通过SegWit(BIP141),区块中有一个见证的部分,允许引入一个新的脚本系统而不改变非见证区块脚本的大小。

  目前有一些脚本正在研究中,它们旨在提升比特币交易的安全性,以及为比特币增加新的功能。这些新的脚本也会增强像闪电网络这样的第二层服务。

工作量证明

  POW工作证明机制

  比特币挖矿在过去的几年里经历了一些变化。采矿设备的能源效率增长了30,000%,从3000watts / GH提高到0.1W / GH,而硬件成本在过去8年里下降了166,666%,达到0.06美元/ GH。与此同时,在扩大比特币交易吞吐量的软件开发方面进行的努力并没有明显的增长。

  关于长期扩容的一个新颖想法是依据矿工们处理多少交易进行鼓励,而不是他们挖了多少块区块。那就意味着矿工是根据贡献证明而不是工作证明来获得奖励。

  与此同时,开发社区可以从硬件业务中了解到软件开发工作的重点。增强比特币的扩展性应该关注于成本效率,性能以及可靠性。

工作量证明机制

  Bobtail:通过工作证明机制减少区块链挖矿分歧

  区块链系统设计成以恒定的平均速率生产区块。目前最流行的系统采用工作证明机制(Proof of Work)算法作为创建这些区块的方式。

  比特币平均每10分钟产生一个区块。但是,所有采用工作证明机制的区块链系统之间差异很大。比如说5%的情况下,比特币产生新区块的间隔至少需要40分钟。

  这种差异阻碍了系统间有效交易的持续流动。Bobtail是一种基于PoW机制的发现区块的替代过程,它能够使产生区块的间隔时间差异显著降低。

  通过将Bobtail的算法应用于比特币,大约80%的区块都可以在7到12分钟内找到,几乎每个区块都会在5到18分钟内找到,平均间隔时间将会保持在10分钟。

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