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区块链技术分类

只有少数在线社区像加密货币社区一样充满热情和响亮。文明的讨论围绕可扩展性(即 tx 费用)和安全性展开。

隐藏在这些高级属性背后的是一些非常重要的基本底层属性,它们可以在任何区块链中找到。此外,由于它们无处不在,您可以使用它们对基于它们的区块链进行分类。

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区块链技术分类

这个属性是:

  1. 数据可用性保证
  2. 计算或执行保证

数据保证

数据可用性是关于存储和检索区块链数据。对数据有保证意味着对离线节点的弹性。一些系统的所有节点都存储所有数据,例如。比特币和以太坊,而其他则没有,例如。Filecoin 和 Arweave。

数据可用性的瓶颈是存储成本,因为交易通常会永远存储数据,而网络带宽可供节点使用

计算保证

计算或执行瓶颈与处理交易和确保区块链状态有效有关。保证执行意味着对处理无效交易的弹性。一些系统让所有节点处理所有事务,例如。再次使用比特币和以太坊,而其他则没有,例如。附近和 Polkadot。

执行的瓶颈是硬盘读取速度,这意味着在处理交易之前磁盘需要将智能合约数据加载到 RAM 中的时间。例如,今天的以太坊约为 870GB,由于大多数消费者计算机只有几 GB 的 RAM,因此整个区块链数据都存储在硬盘驱动器上,而硬盘驱动器是计算机中最慢的部分之一。有人估计,如果瓶颈是 CPU,TPS 可能会增加约 100 倍。

分类

1.部分共识

当比特币发布时,数据可用性不是讨论的话题。这是因为可以预期为属于共识一部分的节点存储数据。如果节点遗漏任何区块链数据,那么它们可能无法计算区块链状态,并有可能失去共识奖励。

例如,在比特币中,如果一个节点丢弃旧交易,它将无法使用丢弃交易的 BTC 验证未来交易,并将失去挖矿奖励。在以太坊中,如果一个节点从智能合约中遗漏了数据,它将无法计算该合约中未来状态根的变化,因此将无法参与共识和质押奖励。

2.存储交易

一种完全不同的方法是 Filecoin 交易。需要明确的是,这不同于 Filecoin 共识,后者遵循传统的基于 pBFT 领导者的共识。Filecoin 交易本质上是一个有存储供应商的市场,每个供应商都有基于他们的历史的声誉,并且数据通常存储在多个运营商中以获得更好的弹性。

一方面,这种方法风险更大,因为数据复制较少,但另一方面,它更便宜,因此更具可扩展性。Filecoin 网络上的一些项目正在寻求对其进行试验,并根据存储提供商和交易创建不同的区块链模型。

3. 可削减 DAS

如果对区块链数据达成一致,您可以运行一个节点来提供执行环境。这意味着可以使用“更便宜”的方法保护数据,但仍具有相同的安全保证。

其中一种方法是数据可用性采样 (DAS),其中区块链存储数据而不关心执行。数据保证可以通过随机抽样获得,换句话说,通过不断请求随机片段,这样节点就不会遗漏任何片段,以免失去奖励。

这是 EIP4844 的以太坊可扩展性路线图的一部分,也是 Celestia、EigenLayer 的 DA 层和 Polygon 的 Avail 的目的。所有这些系统都对行为不诚实的节点(即未能提供数据证明)实施 stake slashing。

4.乐观的DAS

一种类似的方法是乐观数据可用性抽样。该方法仍然使用简洁的证明来确保节点存储数据,但不会对不提供证明的节点强制执行 slashing。

例如,Arweave 使用区块召回系统,区块生产者需要提供随机旧区块的 DAS 证明。如果他们未能包含此证明,则该节点没有资格获得奖励。

更多的选择

1.分片

数据分片是一种在只处理部分区块链的“委员会”中拆分数据或执行的方法。Near 协议专注于对其主网进行分片,预计将网络一分为四,从而将其可扩展性提高 4 倍。

另一种分片方法被互联网计算机采用,其中网络被分成 13 个节点的“委员会”,在可扩展性和数据弹性保证之间进行权衡。

2. 到期

状态到期是在区块链中存储非永久数据的方式。临时存储数据意味着区块链大小增长速度较慢,因此节点最终将能够存储更多数据。

这种方法今天并没有被广泛使用,但它仍然是以太坊路线图的一部分,预计会出现在“Splurge”部分。

概括

任何区块链系统的中心都是一个数据层,负责存储区块链状态并在节点离线时保持弹性。在这篇博文中,我介绍了当今使用的 3 种常见数据可用性系统:数据可用性抽样、共识的数据部分和存储交易。我还简要提到了其他想法,例如分片和状态过期以及它们的权衡。在以后的帖子中,我将讨论执行和在野外经常看到的品种。

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