比以太坊快5000-10000倍,它是怎么做到的?

低效缓慢的共识已经是目前区块链的共有缺点。我们可以先设想一个场景:

当你逛街累了,买了一杯奶茶。

奶茶妹妹说:这是您的奶茶,0.5个比特币,请支付。

你说:好的。0.5个比特币已经支付,请确认。

1分钟后:请确认......

2分钟后:请确认......

3分钟后:请确认......

10分钟后:请确认......

N分钟后,奶茶妹妹终于收到了你支付的比特币,你终于可以喝到已经凉凉的热奶茶了。

了解以太坊加密猫事件就会知道,缓慢低效不仅仅是比特币的缺点。2017年11月28日一只名叫Crypto Kitties的猫在以太坊区块链亮相,一推出就病毒式的快速扩散,横扫整个以太坊市场。CryptoKitties是一款基于区块链技术的游戏,由设计工作室AxiomZen打造,用户可以购买,出售或交易他的CryptoKitty。当然这只猫还可以进行生育,繁衍出更多的小猫,并且你还可以继续出售。加密猫完成25241只交易后,以太坊平台上就发生了网络拥堵,12月4日下午,待处理交易数量已经超过了 1.5 万个。不但加密猫交易处于宕机状态,连以太坊平台上的其他交易也遭受到了影响。这只萌萌哒的小猫咪无非是揭露了一个太坊创造者及拥护者们不愿公开承认的基本事实:70-80笔/秒的交易速度太慢。

此外,号称以DPOS共识机制来提升交易速度的某项目,也迟迟未见有任何结果。

当你习惯支付宝微信秒级响应的支付系统,这些区块链的交易速度可以说是创历史新低了。我们可以简单了解一下交易过程:

当交易发生时,系统会向所有节点广播该条交易信息,节点通过参与计算游戏来争夺记账权,最快解开数学命题的节点获得记账权,并获得相应的比特币奖励,其他节点将投票决定是否认可该账目信息。当51%的节点投票通过后,该账目信息就确认为是真信息,被记录在账本上。这样一来,就能鼓励所有节点参与记账,并且保证节点对账本达成共识

也正因为所有的有效节点都要参与投票,使得区块链的共识效率低下。为了解决这个问题,Trias团队,造了一条共识速度很快的链。

TRIAS区块链通过利用可信计算的异构共识算法,从根本上减少和优化了共识过程与节点成本,提升共识速度。在同等节点规模和计算能力的情况下,TRIAS的共识速度将达到以太坊当前共识速度的5000-10000倍,能满足目前大部分的企业信息传递和交流的应用场景,具备企业级商用的高并发能力。

  • Trias的出发点

区块链的核心技术之一就是共识。举个简单的例子,A想向B证明自己做过某件事,怎么办?A必须请巨量见证者为他作证,只有这些见证者对“A做过这件事”达成共识,B才会相信。为什么必须是巨量见证者达成的共识才可信,只有甲乙丙丁可以吗?答案是否定的。如果只有少数见证者,B会怀疑这些人可能被A收买,是A 的同谋。相比之下,要想巨量的见证者同时为A撒谎,就不太可能了,因为撒谎成本太高了。

在这个过程中,为了达成所谓的可信的共识,就必须要多节点甚至是巨量节点来共同投票,以多节点共识取胜。而在这个过程中,消耗了大量的时间算力。如果提高单个节点的可信度,即找出大家公认的最值得信赖的点作为代表投票,便可节省大量时间,以达成高效共识。基于此出发点,Trias团队用TEE+图计算优化共识,实现高效且安全的共识。

  • 设计理念

在TEE(可信执行环境) 的基础上,利用HCGraph(异构共识图协议)能够快速识别与定位出不可信的节点,并将其冷却或移出,筛选出几个安全、高效、健壮的优质节点,从而一改传统区块链需要全网所有节点参与共识的低效现状,提升共识速度。

HCGraph让临近的具备TEE运行环境的节点互相验证对方的可信度,并将所收集到的可信节点信息在已获得其信任的其它节点见传播。这样每个TEE共识节点的状态信息就能形成一个信誉关系网,互相背书互相证明,一旦有一个节点要“撒谎”,周围的节点都会立刻就能指正它。而周围的恶意节点若想要配合“撒谎”节点,则需要让其周围的所有其他节点也同时配合。HCGraph通过构建一个小世界网络,选取出少数优质的节点,仅仅通过少数优质节点进行投票就可以达成共识。一方面极大程度地减少了参与共识的节点数,实现了类似于DPOS的高效共识效率,同时又避免了DPOS超级节点的人为的因素。此外,该小世界网路的一个重要特性是当90%节点从网络上移除时,网络依然联通。这意味着该网络将能够抵挡接近90%的恶意算力攻击。

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