本篇文章给大家谈谈区块链单个区块的容量,以及区块链的区块高度对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
区块链扩容是什么?
在比特币诞生之初,比特币的创始人中本聪并没有特意限制区块的大小,区块最大可以达到 32MB。当时,平均每个区块大小为 1-2KB,有人认为区块链上限过高容易造成计算资源的浪费,还容易发生 DDOS 攻击。因此,为了保证比特币系统的安全和稳定,中本聪决定临时将区块大小限制在 1MB。那时比特币的用户数量少,交易量也没有那么大,并不会造成区块拥堵。 2013年至今,比特币价格直线飙升,用户越来越多,比特币网络拥堵、交易费用上升的问题逐渐涌现出来。比特币社区开始探索如何给比特币“扩容”,即通过修改比特币底层代码,从而达到提高交易处理能力的目的。而从2013年随着用户的增多,以火币为代表的的交易平台在其中起着越来越重要的作用。
区块链信息越来越大怎么办?
当初中本聪也考虑区块链单个区块的容量了这个问题,他认为技术也在不断发展中,更好的存储和网络技术有能力存储和传输日益增长的区块链。 即使如此,中本聪还是设置了每个区块1M大小的限制,防止区块链过度膨胀。 让区块链单个区块的容量我们做一个计算区块链单个区块的容量:每十分钟产生一个区块链,那么比特币诞生10年以后,也就是到2019年,区块链的大小可能会有多大:10*365*24*6 ≈ 525G。再过10年到2029年,差不多1T。即使在现在看来,问题也不大。所以倒是不必太担心。
但区块链的空间,不仅仅会随着时间增长。现在每个区块1M的空间,已经有些不能够满足比特币的发展了。为什么区块链单个区块的容量?因为交易量大了,每个区块空间只有1M,能容纳的交易数量有限,所以就要考虑扩容区块链来突破这个限制。 2015年,社区对区块链的扩容讨论了多次。最终,仍然保持1M大小的区块链空间,但可以容纳更多交易的“隔离见证”技术生出,可能会作为区块链扩容的第一步。后续还会有“闪电网络”其他技术来缓解区块链空间紧张的问题。 但无论如何,比特币区块链也不可能无限扩容。在区块链单个区块的容量我的思考中,比特币区块链最终会成为一个锚,其他应用有自己的数据保存方式,不必都保存在比特币区块链上,但可以把数据的Merkle根保存在比特币区块链,一次来保证数据的安全性。
以太坊区块链大小
与比特币网络不同,以太坊不会明确地按内存限制每个区块的大小,而是通过区块 GasLimit 强制规定每个区块的大小。
以太坊的区块 GasLimit 设置有效的限制了一个区块中可以打包的交易量。GasLimit 参数由以太坊矿工集体决定,即通过投票的方式来动态地增加或降低 GasLimit 数值。
最近的一次投票是 2019 年下半年,矿工们群体投票同意将以太坊的区块 GasLimit 由原来的 800 万 Gas 单位提高至 1000 万,使每个区块相比之前区块的大小增加了 25% 左右,这从理论上提高了以太坊网络的 TPS 。
区块链的"区块"是何含义?
“区块链,就相当于这个账本,区块就相当于这个账本的一页,区块中所承载的信息,就是这一页上记载的交易内容。区块链是一块一块的,每一块写满了交易记录,连在一起成了一条链就是区块链。”
以比特币为例,大约每十分钟就行一次「算力竞赛」来竞争这个记账的权利。就好比说,你的算力牛逼,算得多,就像肌肉更结实,更会打,大家都服你,让你来记这个帐,即向区块链这个总账本写入一个区块(注意不是区块里的内容)的权利。不过需要说明的一点是,计算能力只能决定赢得竞争的概率。就好比说,一共有若干张彩票,算力多的可以买更多张提高中奖概率,然而买得多的人,也不一定最后就中奖了
区块链即为一个个用这样的计算力保障的数据块链条。从第一块开始,每一个区块依照一定规则收集数据,然后将这些数据附上一个值,使得形成的数据块经过类似的单向函数计算后的结果落到一定范围内。通过估算全网的算力以及控制结果范围的大小,来保障符合要求数据块在足够长的时间内才能被找到。这个计算结果会被下一个区块包含,而这样形成的链式数据结构则称为区块链。
每一个小账本被称为区块,每一个不同的区块链协议(产生不同的加密货币)都会规定每一个区块的大小(最初比特币为1M)账本组成区块,区块构成链表,区块的头包含前一块的哈希值,这就是区块链。如此一来,任何人就不能随意修改其中的内容,或者交换顺序。如果你这么做,意味着你需要重新计算所有的特殊数字。
规定,允许世界上的每一个人建造区块。每一个新建区块的人(找到了这个特殊数字 - SHA256值有30个零)都能获得奖励,对于新建区块的这部分人(矿工)来说:
1.没有发送者信息,不需要签名
2.每一个新区块都会给整个币种增加新的虚拟(加密)货币
3.新建区块的过程又被称为“挖矿”:需要大量工作量并且可以向整个经济体注入新的货币
4.挖矿的工作是:接受交易信息,建造区块,把区块广播出去,然后得到新的钱作为奖励
对每个矿工来说,每个区块就像一个小彩票,所有人都在拼命快速猜数字,直到有一个幸运儿找到了一个特殊数字,使得整个区块的哈希值开头有许多个零,就能得到奖励。我记得有一个知乎答主给了一个形象的比喻,区块链就像一个拥有貌美如花女儿(区块)的国王,有很多的青年翘首以盼,而国王的方法是出了一道很难得题目让所有的青年计算(学习改变人生),谁算的快(在计算哈希值过程也可能是运气好)就能抱得美人归
对于想用这个系统来收付款的用户来说,他们不需要收听所有的交易,而只要收听矿工们广播出来的区块,然后更新到自己保存的区块链中就可以了
“区块”也可以想象为一个盒子,区块里放着一些数字货币以及一张小纸条,小纸条上记录了这十分钟内产生的那唯一一笔交易信息, 比如说——“小A转账给了小B100元”;当然,这段信息肯定是被加密处理过的,为的就是保证只有小A和小B(通过他们手上的钥匙)才有能力解读里面真正的内容。
这个神奇的区块被创造出来之后,很快被埋在了地底下,至于埋在哪里?没有一个人不知道,需要所有计算机节点一起参与进来掘地三尺后才有可能找到(找到一个有效的工作量证明)。显然,这是一件工作量巨大、成果随机的事件。但是呢,对于计算机节点来说,一旦从地底下挖出这个区块,他将获得区块内价值不菲的数字货币,以及“小A转账给了小B100元”过程中小A所支付的小费。同时,对于这个节点来说,也只有他才有权利真正记录小纸条里的内容,这是一份荣耀,而其他节点相当于只能使用它的复制品,一个已经没有数字货币加持的副本。当然这个神奇的区块还有一些其他很特别的地方,
可以将计算机节点从地底下挖出区块的过程叫做「挖矿」,刚才说了,这是一件工作量巨大、运气成分较多、但收益丰厚的事儿。来自中国上海浦东新区张衡路上的一个节点突然跳出来很兴奋的说:“ 我挖到区块了!里面的小纸条都是有效的!奖励归我!” 。虽然此刻张衡路节点已经拿到了数字货币,但对于其他计算机节点来说,因为这里面还涉及到其他一些利益瓜葛,他们不会选择默认相信张衡路节点所说的话;基于陌生节点彼此不信任的原则,他们拿过张衡路节点所谓挖到的区块(副本),开始校验区块内的小纸条信息是否真实有效等等。在区块链世界里,节点们正是通过校验小纸条信息的准确性,或间接或直接判断成功挖出区块的节点是否撒谎。(如何定义小纸条信息真实有效,后面会讲解,这里暂不做赘述)。在校验过程中,各个节点们会直接通过下面两个行为表达自己对张衡路节点的认同(准确无误)和态度:停止已经进行了一半甚至80%的挖矿进程;将张衡路节点成功挖出的区块(副本)追加到自己区块链的末尾。你可以稍微有点困惑:停止可能已经执行了80%的挖矿行为,那之前80%的工作不是就白做了嘛?!然后,区块链的末尾又是个什么鬼东西?对于第一个困惑。我想说,你说的一点没错,但是没办法,现实就是这么残酷,即便工作做了80%,那也得放弃,这80%的工作劳苦几乎可以视为无用功,绝对的伤财劳众。第二个困惑,区块链和区块链的末尾是什么鬼?这里因为事先并没有讲清楚,但是你可以简单想象一下:区块是周期性不断的产生和不断的被挖出来,一个计算机节点可能事先已经执行了N次“从别人手上拿过区块 - 校验小纸条有效性”的流程,肯定在自己的节点上早已经存放了N个区块,这些区块会按照时间顺序整齐的一字排列成为一个链状。没错,这个链条,就是你一直以来认为的那个区块链。如果你还是不能够理解,没关系,文章后面还会有很多次机会深入研究。
进入到区块内更微观的世界里一探究竟,看看小纸条到底是怎么一回事,它的产生以及它终其一生的使命:发起交易的时候,发起人会收到一张小纸条,他需要将交易记录比如说“盗盗转账给张三40元”写在纸上。说来也神奇,当写完的那一刹那,在小纸条的背面会自动将这段交易记录格式化成至少包含了“输入值”和“输出值”这两个重要字段;“输入值”用于记录数字货币的有效来源,“输出值”记录着数字货币发往的对象。刚刚创建的小纸条立马被标记成为“未确认”的小纸条。从地下成功挖出区块并最终连接到区块链里的小纸条一开始会被标记为“有效”。若这条有效的小纸条作为其他交易的输入值被使用,那么,这个有效的小纸条很快会被标记为“无效”。因为各种原因,区块从链上断开、丢弃,曾经这个区块内被标记为“有效”的小纸条会被重新标记为“未确认”。区块链里面没有账户余额的概念,你真正拥有的数字资产实际上是一段交易信息;通过简单的加减法运算获知你数字钱包里的余额。上面的1、2、3仅仅作为结论一开始强行灌输给你的知识点,其中有几个描述可能会有点绕,让你觉得云里雾里,只有了解整体区块链你才能更全面认知其中奥妙。
区块容量,比特币从被创建时,或者说源代码中规定了,区块容量是1M。最初设计成1M的原因一方面,防止DOS攻击。另一方面,当年中本聪在创建区块链的时候的容量是32M,但是他通过一个说明为”Clear up“这样毫不起眼的Commit把区块容量改成了1M,为防止区块链体积增长过快,为区块容量这个问题添加了些神秘色彩。1M的容量意味着比特币最大的处理交易数量在约2400(486882区块1034.39的大小很接近了)。
区块链说白了,就是一个分布式的记账的一个小本本,用来记账的一个工具,并且基于密码学加密学的技术铺垫,一旦数据交易记录在区块链这个本本上了,数据是不可篡改和抵赖的。互联网是价值的传递,那区块链呢就是信任的传递。在区块链技术作为信用背书的前提下,区块链中的各节点从各自单一的中心变为多方参与的统一多中心,不需要第三方机构的参与便可实现交易传递,效率提高。
什么是区块链扩容?
普通用户能够运行节点对于区块链的去中心化至关重要
想象一下凌晨两点多,你接到区块链单个区块的容量了一个紧急呼叫,来自世界另一端帮你运行矿池 (质押池) 的人。从大约 14 分钟前开始,你的池子和其区块链单个区块的容量他几个人从链中分离了出来,而网络仍然维持着 79% 的算力。根据你的节点,多数链的区块是无效的。这时出现了余额错误:区块似乎错误地将 450 万枚额外代币分配给了一个未知地址。
一小时后,你和其他两个同样遭遇意外的小矿池参与者、一些区块浏览器和交易所方在一个聊天室中,看见有人贴出了一条推特的链接,开头写着“宣布新的链上可持续协议开发基金”。
到了早上,相关讨论广泛散布在推特以及一个不审查内容的社区论坛上。但那时 450 万枚代币中的很大一部分已经在链上转换为其他资产,并且进行了数十亿美元的 defi 交易。79%的共识节点,以及所有主要的区块链浏览器和轻钱包的端点都遵循了这条新链。也许新的开发者基金将为某些开发提供资金,或者也许所有这些都被领先的矿池、交易所及其裙带所吞并。但是无论结果如何,该基金实际上都成为了既成事实,普通用户无法反抗。
或许还有这么一部主题电影。或许会由 MolochDAO 或其他组织进行资助。
这种情形会发生在你的区块链中吗?你所在区块链社区的精英,包括矿池、区块浏览器和托管节点,可能协调得很好,他们很可能都在同一个 telegram 频道和微信群中。如果他们真的想出于利益突然对协议规则进行修改,那么他们可能具备这种能力。以太坊区块链在十小时内完全解决了共识失败,如果是只有一个客户端实现的区块链,并且只需要将代码更改部署到几十个节点,那么可以更快地协调客户端代码的更改。能够抵御这种社会性协作攻击的唯一可靠方式是“被动防御”,而这种力量来自去一个中心化的群体:用户。
想象一下,如果用户运行区块链的验证节点 (无论是直接验证还是其他间接技术),并自动拒绝违反协议规则的区块,即使超过 90% 的矿工或质押者支持这些区块,故事会如何发展。
如果每个用户都运行一个验证节点,那么攻击很快就会失败:有些矿池和交易所会进行分叉,并且在整个过程中看起来很愚蠢。但是即使只有一些用户运行验证节点,攻击者也无法大获全胜。相反,攻击会导致混乱,不同用户会看到不同的区块链版本。最坏情况下,随之而来的市场恐慌和可能持续的链分叉将大幅减少攻击者的利润。对如此旷日持久的冲突进行应对的想法本身就可以阻止大多数攻击。
Hasu 关于这一点的看法:
“区块链单个区块的容量我们要明确一件事,我们之所以能够抵御恶意的协议更改,是因为拥有用户验证区块链的文化,而不是因为 PoW 或 PoS。”
假设你的社区有 37 个节点运行者,以及 80000 名被动监听者,对签名和区块头进行检查,那么攻击者就获胜了。如果每个人都运行节点的话,攻击者就会失败。我们不清楚针对协同攻击的启动群体免疫的确切阈值是多少,但有一点是绝对清楚的:好的节点越多,恶意的节点就越少,而且我们所需的数量肯定不止于几百几千个。
那么全节点工作的上限是什么?
为了使得有尽可能多的用户能够运行全节点,我们会将注意力集中在普通消费级硬件上。即使能够轻松购买到专用硬件,这能够降低一些全节点的门槛,但事实上对可扩展性的提升并不如我们想象的那般。
全节点处理大量交易的能力主要受限于三个方面:
算力:在保证安全的前提下,我们能划分多少 CPU 来运行节点?
带宽:基于当前的网络连接,一个区块能包含多少字节?
存储:我们能要求用户使用多大的空间来进行存储?此外,其读取速度应该达到多少?(即,HDD 足够吗?还是说我们需要 SSD?)
许多使用“简单”技术对区块链进行大幅扩容的错误看法都源自于对这些数字过于乐观的估计。我们可以依次来讨论这三个因素:
算力
错误答案:100% 的 CPU 应该用于区块验证
正确答案:约 5-10% 的 CPU 可以用于区块验证
限制之所以这么低的四个主要原因如下:
我们需要一个安全边界来覆盖 DoS 攻击的可能性 (攻击者利用代码弱点制造的交易需要比常规交易更长的处理时间)
节点需要在离线之后能够与区块链同步。如果我掉线一分钟,那我应该要能够在几秒钟之内完成同步
运行节点不应该很快地耗尽电池,也不应该拖慢其他应用的运行速度
节点也有其他非区块生产的工作要进行,大多数是验证以及对 p2p 网络中输入的交易和请求做出响应
请注意,直到最近大多数针对“为什么只需要 5-10%?”这一点的解释都侧重于另一个不同的问题:因为 PoW 出块时间不定,验证区块需要很长时间,会增加同时创建多个区块的风险。这个问题有很多修复方法,例如 Bitcoin NG,或使用 PoS 权益证明。但这些并没有解决其他四个问题,因此它们并没有如许多人所料在可扩展性方面获得巨大进展。
并行性也不是灵丹妙药。通常,即使是看似单线程区块链的客户端也已经并行化了:签名可以由一个线程验证,而执行由其他线程完成,并且有一个单独的线程在后台处理交易池逻辑。而且所有线程的使用率越接近 100%,运行节点的能源消耗就越多,针对 DoS 的安全系数就越低。
带宽
错误答案:如果没 2-3 秒都产生 10 MB 的区块,那么大多数用户的网络都大于 10 MB/秒,他们当然都能处理这些区块
正确答案:或许我们能在每 12 秒处理 1-5 MB 的区块,但这依然很难
如今,我们经常听到关于互联网连接可以提供多少带宽的广为传播的统计数据:100 Mbps 甚至 1 Gbps 的数字很常见。但是由于以下几个原因,宣称的带宽与预期实际带宽之间存在很大差异:
“Mbps”是指“每秒数百万 bits”;一个 bit 是一个字节的 1/8,因此我们需要将宣称的 bit 数除以 8 以获得字节数。
网络运营商,就像其他公司一样,经常编造谎言。
总是有多个应用使用同一个网络连接,所以节点无法独占整个带宽。
P2P 网络不可避免地会引入开销:节点通常最终会多次下载和重新上传同一个块 (更不用说交易在被打包进区块之前还要通过 mempool 进行广播)。
当 Starkware 在 2019 年进行一项实验时,他们在交易数据 gas 成本降低后首次发布了 500 kB 的区块,一些节点实际上无法处理这种大小的区块。处理大区块的能力已经并将持续得到改善。但是无论我们做什么,我们仍然无法获取以 MB/秒为单位的平均带宽,说服自己我们可以接受 1 秒的延迟,并且有能力处理那种大小的区块。
存储
错误答案:10 TB
正确答案:512 GB
正如大家可能猜到的,这里的主要论点与其他地方相同:理论与实践之间的差异。理论上,我们可以在亚马逊上购买 8 TB 固态驱动 (确实需要 SSD 或 NVME;HDD 对于区块链状态存储来说太慢了)。实际上,我用来写这篇博文的笔记本电脑有 512 GB,如果你让人们去购买硬件,许多人就会变得懒惰 (或者他们无法负担 800 美元的 8 TB SSD) 并使用中心化服务。即使可以将区块链装到某个存储设备上,大量活动也可以快速地耗尽磁盘并迫使你购入新磁盘。
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此外,存储大小决定了新节点能够上线并开始参与网络所需的时间。现有节点必须存储的任何数据都是新节点必须下载的数据。这个初始同步时间 (和带宽) 也是用户能够运行节点的主要障碍。在写这篇博文时,同步一个新的 geth 节点花了我大约 15 个小时。如果以太坊的使用量增加 10 倍,那么同步一个新的 geth 节点将至少需要一周时间,而且更有可能导致节点的互联网连接受到限制。这在攻击期间更为重要,当用户之前未运行节点时对攻击做出成功响应需要用户启用新节点。
交互效应
此外,这三类成本之间存在交互效应。由于数据库在内部使用树结构来存储和检索数据,因此从数据库中获取数据的成本随着数据库大小的对数而增加。事实上,因为顶级 (或前几级) 可以缓存在 RAM 中,所以磁盘访问成本与数据库大小成正比,是 RAM 中缓存数据大小的倍数。
不要从字面上理解这个图,不同的数据库以不同的方式工作,通常内存中的部分只是一个单独 (但很大) 的层 (参见 leveldb 中使用的 LSM 树)。但基本原理是一样的。
例如,如果缓存为 4 GB,并且我们假设数据库的每一层比上一层大 4 倍,那么以太坊当前的 ~64 GB 状态将需要 ~2 次访问。但是如果状态大小增加 4 倍到 ~256 GB,那么这将增加到 ~3 次访问。因此,gas 上限增加 4 倍实际上可以转化为区块验证时间增加约 6 倍。这种影响可能会更大:硬盘在已满状态下比空闲时需要花更长时间来读写。
这对以太坊来说意味着什么?
现在在以太坊区块链中,运行一个节点对许多用户来说已经是一项挑战,尽管至少使用常规硬件仍然是可能的 (我写这篇文章时刚刚在我的笔记本电脑上同步了一个节点区块链单个区块的容量!)。因此,我们即将遭遇瓶颈。核心开发者最关心的问题是存储大小。因此,目前在解决计算和数据瓶颈方面的巨大努力,甚至对共识算法的改变,都不太可能带来 gas limit 的大幅提升。即使解决了以太坊最大的 DoS 弱点,也只能将 gas limit 提高 20%。
对于存储大小的问题,唯一解决方案是无状态和状态逾期。无状态使得节点群能够在不维护永久存储的情况下进行验证。状态逾期会使最近未访问过的状态失活,用户需要手动提供证明来更新。这两条路径已经研究了很长时间,并且已经开始了关于无状态的概念验证实现。这两项改进相结合可以大大缓解这些担忧,并为显著提升 gas limit 开辟空间。但即使在实施无状态和状态逾期之后,gas limit 也可能只会安全地提升约 3 倍,直到其他限制开始发挥作用。
另一个可能的中期解决方案使使用 ZK-SNARKs 来验证交易。ZK-SNARKs 能够保证普通用户无需个人存储状态或是验证区块,即使他们仍然需要下载区块中的所有数据来抵御数据不可用攻击。另外,即使攻击者不能强行提交无效区块,但是如果运行一个共识节点的难度过高,依然会有协调审查攻击的风险。因此,ZK-SNARKs 不能无限地提升节点能力,但是仍然能够对其进行大幅提升 (或许是 1-2 个数量级)。一些区块链在 layer1 上探索该形式,以太坊则通过 layer2 协议 (也叫 ZK rollups) 来获益,例如 zksync, Loopring 和 Starknet。
分片之后又会如何?
分片从根本上解决了上述限制,因为它将区块链上包含的数据与单个节点需要处理和存储的数据解耦了。节点验证区块不是通过亲自下载和执行,而是使用先进的数学和密码学技术来间接验证区块。
因此,分片区块链可以安全地拥有非分片区块链无法实现的非常高水平的吞吐量。这确实需要大量的密码学技术来有效替代朴素完整验证,以拒绝无效区块,但这是可以做到的:该理论已经具备了基础,并且基于草案规范的概念验证已经在进行中。
以太坊计划采用二次方分片 (quadratic sharding),其中总可扩展性受到以下事实的限制:节点必须能够同时处理单个分片和信标链,而信标链必须为每个分片执行一些固定的管理工作。如果分片太大,节点就不能再处理单个分片,如果分片太多,节点就不能再处理信标链。这两个约束的乘积构成了上限。
可以想象,通过三次方分片甚至指数分片,我们可以走得更远。在这样的设计中,数据可用性采样肯定会变得更加复杂,但这是可以实现的。但以太坊并没有超越二次方,原因在于,从交易分片到交易分片的分片所获得的额外可扩展性收益实际上无法在其他风险程度可接受的前提下实现。
那么这些风险是什么呢?
最低用户数量
可以想象,只要有一个用户愿意参与,非分片区块链就可以运行。但分片区块链并非如此:单个节点无法处理整条链,因此需要足够的节点以共同处理区块链。如果每个节点可以处理 50 TPS,而链可以处理 10000 TPS,那么链至少需要 200 个节点才能存续。如果链在任何时候都少于 200 个节点,那可能会出现节点无法再保持同步,或者节点停止检测无效区块,或者还可能会发生许多其他坏事,具体取决于节点软件的设置。
在实践中,由于需要冗余 (包括数据可用性采样),安全的最低数量比简单的“链 TPS 除以节点 TPS”高几倍,对于上面的例子,我们将其设置位 1000 个节点。
如果分片区块链的容量增加 10 倍,则最低用户数也增加 10 倍。现在大家可能会问:为什么我们不从较低的容量开始,当用户很多时再增加,因为这是我们的实际需要,用户数量回落再降低容量?
这里有几个问题:
区块链本身无法可靠地检测到其上有多少唯一用户,因此需要某种治理来检测和设置分片数量。对容量限制的治理很容易成为分裂和冲突的根源。
如果许多用户突然同时意外掉线怎么办?
增加启动分叉所需的最低用户数量,使得防御恶意控制更加艰难。
最低用户数为 1,000,这几乎可以说是没问题的。另一方面,最低用户数设为 100 万,这肯定是不行。即使最低用户数为 10,000 也可以说开始变得有风险。因此,似乎很难证明超过几百个分片的分片区块链是合理的。
历史可检索性
用户真正珍视的区块链重要属性是永久性。当公司破产或是维护该生态系统不再产生利益时,存储在服务器上的数字资产将在 10 年内不再存在。而以太坊上的 NFT 是永久的。
是的,到 2372 年人们仍能够下载并查阅你的加密猫。
但是一旦区块链的容量过高,存储所有这些数据就会变得更加困难,直到某时出现巨大风险,某些历史数据最终将……没人存储。
要量化这种风险很容易。以区块链的数据容量 (MB/sec) 为单位,乘以 ~30 得到每年存储的数据量 (TB)。当前的分片计划的数据容量约为 1.3 MB/秒,因此约为 40 TB/年。如果增加 10 倍,则为 400 TB/年。如果我们不仅希望可以访问数据,而且是以一种便捷的方式,我们还需要元数据 (例如解压缩汇总交易),因此每年达到 4 PB,或十年后达到 40 PB。Internet Archive (互联网档案馆) 使用 50 PB。所以这可以说是分片区块链的安全大小上限。
因此,看起来在这两个维度上,以太坊分片设计实际上已经非常接近合理的最大安全值。常数可以增加一点,但不能增加太多。
结语
尝试扩容区块链的方法有两种:基础的技术改进和简单地提升参数。首先,提升参数听起来很有吸引力:如果您是在餐纸上进行数学运算,这就很容易让自己相信消费级笔记本电脑每秒可以处理数千笔交易,不需要 ZK-SNARK、rollups 或分片。不幸的是,有很多微妙的理由可以解释为什么这种方法是有根本缺陷的。
运行区块链节点的计算机无法使用 100%的 CPU 来验证区块链;他们需要很大的安全边际来抵抗意外的 DoS 攻击,他们需要备用容量来执行诸如在内存池中处理交易之类的任务,并且用户不希望在计算机上运行节点的时候无法同时用于任何其他应用。带宽也会受限:10 MB/s 的连接并不意味着每秒可以处理 10 MB 的区块!也许每 12 秒才能处理 1-5 MB 的块。存储也是一样,提高运行节点的硬件要求并且限制专门的节点运行者并不是解决方案。对于去中心化的区块链而言,普通用户能够运行节点并形成一种文化,即运行节点是一种普遍行为,这一点至关重要。
写到这里,本文关于区块链单个区块的容量和区块链的区块高度的介绍到此为止了,如果能碰巧解决你现在面临的问题,如果你还想更加了解这方面的信息,记得收藏关注本站。
标签: #区块链单个区块的容量
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