区块链侧链:解决可伸缩性问题!

tony
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2018-11-28


对于大多数加密货币和区块链来说,可伸缩性是最棘手的问题。随着它们被越来越广泛地采用,并且发生了更多的事务,我们越来越接近块大小限制,导致事务需要更长的时间才能完成。这常常会使执行事务更加昂贵,从而使挖掘人员将事务添加到下一个块。比特币的一个软分支就是SegWit的实现,它在一定程度上帮助解决了可伸缩性问题。

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但是,需要一种更通用的解决方案,使所有加密货币或区块链都可以使用。有许多有趣的研究方法试图解决这个问题。一种是分片。另一种是侧链,我们将在本文中讨论侧链。该技术的一般实现由一个主区块链和几个分支组成。这些分支称为侧链,其中这个结构中的主要区块链是主分支。相同的代币在所有这些链上都有效,因此您可以将代币从一个链转移到另一个链。侧链本身是功能完全的区块链,您可以在其上执行事务,这也需要它们自己的挖掘器来验证事务。

 

侧链提供了许多有趣的可能性,比如测试新特性和协议更改。大量资金已经投入到大多数主要的加密货币或区块链的平台上,但如果不小心引入任何bug或安全风险,尝试对这些平台进行重大更新的风险太大了。但是,可能需要引入更新,以便更改或修复共识协议,或向区块链添加更多的复杂层。如果您能够创建一个不影响主区块链的侧链,同时以完全相同的方式工作,那么您可以尝试测试较新的特性。例如,可以尝试为比特币添加智能合约功能,该功能已经在一个名为Rootstock或RSK的项目中实现。

 

不过,侧链的使用远不止是简单地测试新特性那么简单。侧链可以针对特定任务开发,因此可以使用相同的区块链平台开发多个不同的专门服务,同时不会给主要的区块链带来太多负担。今年早些时候使用以太坊智能合约开发的“加密猫”游戏便是一个很好的例子。这是以太坊网络上的一个游戏,然而以太坊网络上有如此多的加密猫被交易,以至于以太坊25%的流量一度由加密猫相关交易组成。这当然造成了相当大的拥塞,并导致了交易费用的增加,因为正常的ETH交易和与加密猫相关的交易都在争夺矿商的优惠。拥堵还导致多个ICO和代币销售被推迟,这让人们理所当然地质疑,如果网络上的一款游戏引发了这样的重大问题,那么如何才能构建使用以太坊智能合约的主要服务和应用程序。造成拥堵的主要原因是以太坊每秒处理的交易极少,大约20笔交易,而Paypal平均每秒可以处理115笔交易,VISA平均每秒处理2000笔交易。如果加密猫事务都发生在一个单独的以太坊侧链上,那么许多与加密猫相关的拥塞是可以避免的。已经有多个项目试图使用侧链来提高事务数量,其中最引人注目的是Plasma。这里的思路是,如果一个以太坊区块链每秒能处理20个事务,那么如果有100个区块链,它应该能处理2000个事务。

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还有其他项目也在以非常有趣的方式利用侧链,例如 Lisk。这个加密货币有一个Javascript SDK,可以用来轻松地将一个全新的侧链部署到Lisk平台。引用Lisk的话:这个侧链是完全可定制的区块链,没有污染主链或其他侧链上的邮件。可以更改所有规范、参数和事务类型,以完全适合您的区块链应用程序。

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当然,所有这一切都有其自身的挑战和安全风险。在将代币从一个链转移到另一个链时,实际上是将代币转移到一个特定的地址或实体,该地址或实体将存储代币,然后将等量的代币释放到另一个链上。例如,在Lisk的例子中,代币将存储在链所有者的帐户中,而等效的数字将释放到另一个链上的帐户中。对于这个系统,我们确保没有人因为错误而丢失他们的代币,并且一旦我们确认代币已经锁定在另一个链上,代币才会在一个链上释放。如果这样做不正确,重复使用成为可能,因为用户可以在多个链上复制他们的代币,并多次使用相同的代币。所有这些都减少了加密货币和基于区块链平台提供的固有信任层,因为您必须信任锁定代币的这个地址。

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另一个问题是,对于大多数加密货币(如比特币)来说,利用工作量证明共识算法的一个主要安全特性是,单个区块链上有大量用户和矿商。通过这种方式,几乎不可能进行51%的攻击,即单个用户或组织控制网络一半以上的采掘力量,从而可以伪造交易。但是,如果用户和矿机被划分到多个侧链中,那么每个链的数量就会减少。当然,这是侧链提供更大可伸缩性的主要原因之一,但这也意味着更容易接管单一侧链的大部分挖掘能力并伪造交易。关于如何应对这一问题,已有大量的研究,例如以太坊打算将工作量共识证明算法迁移到权益证明中来解决这一问题。侧链独立于主链,这带来了极大地安全性,因此,如果在任何单个链上发现了错误或安全风险,那么该链和所有其他链之间的代币传递可以快速关闭。但发生这种情况的方式以及所需的时间又要具体分析了。

 

侧链是一个非常有前途的领域,如果进一步开发和实现,可以提供大量的可伸缩性改进。我期待看到针对许多潜在安全风险的更创新实现和解决方案。