行業(yè)合作伙伴，財團和供應商一直在努力通過擴展基于區(qū)塊鏈的加密貨幣交易來解決規(guī)模和效率方面的問題。
如果成功，數(shù)字貨幣可以與傳統(tǒng)銀行競爭，甚至使信用卡過時，因為一個人的銀行帳戶和信用將與他們（而非銀行）將控制的公私鑰基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)聯(lián)。
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盡管越來越多地采用和使用加密貨幣，但是使用區(qū)塊鏈進行大規(guī)?？焖僦Ц兜哪芰θ匀皇且粋€挑戰(zhàn)。為此，麻省理工學院（MIT）的研究人員開發(fā)了一種稱為“蜘蛛（Spider）”的更有效的交易路由方案，他們說該方案可以將加密貨幣的轉(zhuǎn)移速度提高四倍。研究人員計劃在2月下旬舉行的USENIX網(wǎng)絡系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)研討會上介紹有關(guān)該技術(shù)的更多詳細信息。
當前的加密貨幣網(wǎng)絡每個區(qū)塊僅允許存儲少量數(shù)據(jù)，并且需要幾分鐘來處理每個交易。例如，比特幣賬本的平均吞吐量為每秒3.3至7筆交易（TPS），而以太坊也僅達到10至30 TPS。相比之下，Visa的網(wǎng)絡平均每秒處理約1，700筆交易（TPS）-高峰負載時甚至更多。
盡管因為可以實時看到點對點分布式賬本技術(shù)中的交易而被視為是開放的和高效的 ，但區(qū)塊鏈性能問題是真實存在的。那是因為區(qū)塊鏈上的每個條目都需要每個節(jié)點對其進行處理或達成共識。
通過區(qū)塊鏈之外進行交易（稱為“第2層”拓撲），可以進行雙向處理，繞過分布式分類帳的低效率，同時仍使用其不可變屬性以透明方式記錄完成的交易。
盡管出現(xiàn)了可擴展的雙向支付通道網(wǎng)絡（PCN），例如閃電網(wǎng)絡Lightning Network和雷電網(wǎng)絡Raiden Network，但在PCN上完成支付仍然具有挑戰(zhàn)性。雙向PCN仍然面臨“通道飽和”，因為控制它們的智能合約腳本會自動沿最短路徑路由交易。結(jié)果？一些代管賬戶比其他代管賬戶更快地耗盡。
由于當前效率低下的路由方案經(jīng)常耗盡用戶的帳戶余額，因此用戶必須在每個帳戶中保留大量資金，或經(jīng)常在區(qū)塊鏈上重新平衡其帳戶。
PCN嚴重依賴雙向聯(lián)名帳戶（雙方都可以接收和匯款），因此資金可以在任何用戶之間轉(zhuǎn)賬。研究人員稱，用戶B可以與用戶A擁有一個聯(lián)名賬戶，同時也可以分別鏈接到用戶C。用戶A和C并不直接相連，但是用戶A可以通過A-B和B-C聯(lián)名賬戶向用戶C匯款。
麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室（CSAIL）的一位研究生Vibhaalakshmi Sivaraman在一份聲明中說：
“最短路徑的路由可能會導致帳戶之間的不平衡，從而耗盡主要的支付通道并使系統(tǒng)癱瘓。以平衡每個聯(lián)名帳戶的兩個用戶資金的方式分配資金，使我們能夠重復使用相同的初始資金來支持盡可能多的交易?！?/p>
研究人員還采用了一種監(jiān)視數(shù)據(jù)中心擁塞的算法，以識別擁塞帳戶的排隊延遲，從而有助于控制交易速率。
“例如用戶A通過排長隊的用戶B向用戶C匯款。接收方C向發(fā)送方A發(fā)送付款確認，并向發(fā)送方A發(fā)送一則信息，代表交易在用戶B上的等待時間?！毖芯咳藛T說。 “如果太長，用戶A通過用戶B路由較少的交易。隨著排隊時間的減少，帳戶A通過B路由更多的交易。通過這種方式，僅通過監(jiān)視隊列，Spider就能確保交易速率為既平衡又盡可能迅速?！?/p>
Spider拓撲允許加密貨幣網(wǎng)絡用戶在與網(wǎng)絡關(guān)聯(lián)的每個帳戶中僅投資一小部分資金，并在鏈上重新平衡之前可以處理大約四倍的“鏈下”交易量。
Spider路由方案“打包”交易，并使用多路徑傳輸協(xié)議在PCN中實現(xiàn)高吞吐量路由。研究人員在研究論文中說，數(shù)據(jù)包化使Spider能夠隨著時間的流逝在低容量支付通道上甚至完成大筆交易，而多路徑擁塞控制協(xié)議則確保了通道的均衡使用和跨流量的公平性。
研究人員說，最終，PCN的路由越平衡，所需的容量就越小，也就是說，所有聯(lián)名帳戶的總資金量就越高。
“麻省理工學院研究人員的網(wǎng)絡性能改進技術(shù)類似于電信系統(tǒng)中常用的分組交換和許多系統(tǒng)/網(wǎng)絡管理解決方案所使用的隊列管理，以減輕數(shù)據(jù)中心和其他數(shù)據(jù)聚合點的網(wǎng)絡擁塞和流量，”Gartner研究部副總裁 Avivah Litan。
通過廣泛的模擬，研究人員表示，他們證明了Spider使用傳統(tǒng)路由方案所需資金的25%就處理了所有交易的95%。
研究人員說：“而且，每路由10，000筆交易，就只需要一筆鏈上交易即可實現(xiàn)不平衡需求下的全部吞吐量?！?/p>
Litan說：
“麻省理工學院（MIT）的研究人員正在將通常用于提高網(wǎng)絡性能的現(xiàn)有技術(shù)巧妙地應用于區(qū)塊鏈通道解決方案，該解決方案旨在減輕主網(wǎng)交易量和隨后的性能瓶頸。麻省理工學院不乏聰明的數(shù)學家和計算機科學家，因此他們?yōu)閰^(qū)塊鏈交易開發(fā)這種創(chuàng)新的解決方案也就不足為奇了?！?br />
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