石墨烯技術(shù)正在解決BCH在未來的擴容問題

對于具有支付功能的加密貨幣而言，達到Visa或Mastercard等主要支付網(wǎng)絡(luò)的水平是一種理想。想要實現(xiàn)這個理想，大規(guī)模擴容是必須經(jīng)歷的過程。目前的擴容方法主要有兩種：鏈上擴容和鏈下擴容。不過，目前無論是直接進行大規(guī)模鏈上擴容還是鏈下擴容，都還沒有達到非常理想的效果。

鏈下擴容

最為出名的鏈下擴容方案莫過于比特幣采用的“閃電網(wǎng)絡(luò)”。雖然閃電網(wǎng)絡(luò)確實解決了一部分因為鏈上限制而造成的交易擁堵問題，但是閃電網(wǎng)絡(luò)并不是最好的解決方案。未來隨著交易量的增加，閃電網(wǎng)絡(luò)很可能會出現(xiàn)由于鏈上限制而導(dǎo)致的鏈下擴展容量的限制。

根據(jù)Bitcoin Unlimited研究員Peter Rizun的說法，由于Lightning通道需要預(yù)留足夠的費用來支付通道關(guān)閉的鏈上網(wǎng)絡(luò)費用，因此鏈上費用的突然飆升可能導(dǎo)致許多通道有效的可用余額降至零或以下。理論上這可能會引發(fā)多米諾骨牌效應(yīng)，導(dǎo)致更多通道被關(guān)閉，以便在收費上漲導(dǎo)致資金入不抵債之前抽走資金。收費上漲反過來又會造成更多的擁堵，甚至更高的收費，可能會導(dǎo)致閃電網(wǎng)絡(luò)的大部分癱瘓。

鏈上擴容

鏈上擴容又分為直接進行大規(guī)模的鏈上擴容和循序漸進式的鏈上擴容。

Bitcoin SV是一條專門用于大規(guī)模鏈上擴容的鏈。它從一開始就試圖擴容到128MB，甚至是2GB，無區(qū)塊上限。但是它也用自己的親身經(jīng)歷證明了直接進行大規(guī)模的鏈上擴容是不可取的一種方式。

北京時間2019年4月18日21點-22點期間，BSV的主網(wǎng)發(fā)生了高達6個區(qū)塊的深度重組（區(qū)塊高度578640–578645）。據(jù)了解，它經(jīng)歷了大容量區(qū)塊未能徹底傳播的問題。其中一些問題導(dǎo)致了區(qū)塊重組，當部分網(wǎng)絡(luò)還沒有完全同步整條鏈時，幾個完整的交易塊又被更長的鏈覆蓋了。這說明不做任何技術(shù)上的改進直接進行大規(guī)模的鏈上擴容也是不可行的。

BCH作為大區(qū)塊的代表，在其路線圖上也將大規(guī)模的鏈上擴容作為重點的開發(fā)工作。不過，它采取的則是循序漸進是的鏈上擴容。因為在擴容的過程中會遇到很多問題，如區(qū)塊壓縮、區(qū)塊傳播、內(nèi)存池同步、區(qū)塊驗證等。為了更好的解決區(qū)塊壓縮問題，BCH推出了xthinner和石墨烯這兩個優(yōu)秀的技術(shù)。

前段時間，我們提到了Xthinner的新進展：Xthinner已經(jīng)應(yīng)用于BCH主網(wǎng)，并且壓縮率達到99.54%。而在昨天，石墨烯塊傳播背后的研究團隊發(fā)布了石墨烯中期報告，展示了石墨烯技術(shù)的最新開發(fā)進度。

在最近一篇Reddit的文章中，馬薩諸塞大學(xué)的研究團隊與Bitcoin Unlimited團隊一起發(fā)布了他們的研究的最新信息，并將該報告做了簡單的總結(jié)：

“在過去的六個月里，我們在馬薩諸塞州立大學(xué)的團隊（與 Bitcoin Unlimited團隊合作）一直致力于對石墨烯協(xié)議的各種改進，我們稱之為”石墨烯v2“。該項目分為兩個階段。第1階段引入了各種安全性和性能的改進，而第2階段實現(xiàn)了故障恢復(fù)和mempool同步?！蹦壳暗?階段即將完成，第2階段預(yù)計將在未來一兩個月內(nèi)開始。所以發(fā)布“石墨烯中期報告”報告項目的進展。

該報告的中的一些要點：

· 與Compact一樣，Graphene現(xiàn)在使用SipHash對交易ID進行編碼，并在發(fā)送方和接收方之間共享唯一密鑰，這極大地降低了交易沖突攻擊的風險。

· 石墨烯區(qū)塊的故障率已大幅降低；平均每天只有不到1個區(qū)塊無法解碼。

· 各種計算優(yōu)化已經(jīng)將石墨烯塊的編碼和解碼時間減少了至少30％。

· 通過利用CTOR，刪除了交易排序信息，進一步提高石墨烯的壓縮率。

該報告包括在主網(wǎng)上運行500多個連續(xù)塊的測試。在該測試期間，遇到了2次解碼失敗，被迫4次請求丟失交易?？傮w平均壓縮率為0.995。對于具有超過1000筆交易的區(qū)塊，平均壓縮率為0.998。包含2545筆交易的最大塊的壓縮率為0.999。

從上圖可以看出，石墨烯技術(shù)在面對含有大量交易的大區(qū)塊時，壓縮率有明顯的優(yōu)勢，而在面對含有少量交易的小區(qū)塊的時候，壓縮率的表現(xiàn)是不太理想的。

不過，Xthinner的開發(fā)者Jonathan Toomim表示：“在具有包含大量mempool交易的區(qū)塊上，Graphene將比Xthinner具有顯著的壓縮優(yōu)勢。Xthinner根本不能低于10.75bits/tx （500字節(jié)交易大約99.725％），但在這些理想情況下，石墨烯可以降至約2bits/tx（高達99.9％或更高）。另一方面，Xthinner旨在能夠確定性地和可靠地解決錯誤，無論錯誤有多少。如果mempool desync達到20％，Xthinner仍然能夠以大約70％的壓縮率處理該區(qū)塊。我懷疑石墨烯在這種情況下會完全失敗。我認為Xthinner在小區(qū)塊上的表現(xiàn)比石墨烯好。無論區(qū)塊中的交易數(shù)量如何，Xthinner的編碼大小約為 12-16bits/tx，每個區(qū)塊的開銷僅為大約20個字節(jié)。”因此可以說在區(qū)塊壓縮和傳播方面，石墨烯技術(shù)和Xthinner是相互補充的。

不管是石墨烯技術(shù)還是Xthinner技術(shù)都為BCH在未來的擴容中更好的解決區(qū)塊傳播和同步的問題。這些技術(shù)的推出也使得BCH的擴容之路走的更加穩(wěn)健。大規(guī)模的擴容并不是一蹴而就的，BCH正在通過努力更加安全和長久的解決這一問題，這也將對其他的幣種有一定的借鑒意義。