区块链:DAG系统区块大小和出块时间的通俗解析之一-ODAILY_MFLOKIADA价格

大家好，今天来讲讲区块大小和出块时间这个问题，顺便聊一下在SoteriaDAG的设计里，我们是怎么处理这个问题的。

扩容是问题的关键

区块大小和出块时间是一对设计变量，直接决定了区块链系统的容量。拿比特币系统来举例：

比特币系统大致每10分钟挖出一个1MB的区块。而每笔交易平均占250字节。所以一个区块可以容纳4000笔交易。10分钟里有4000笔交易，于是就有了每秒7笔交易这个系统容量的著名数字。如果要扩容一千倍，我们可以把这两个参数调整一下吗？比如区块大小变成100MB，出块时间变成每秒一个，于是就有了新的系统容量数字：400000/60~每秒7000笔交易，秒杀paypal和visa。答案显然是NO。而且问题不在存储，而是在于网络传输。

动态 | Orbs报告：区块链技术可以帮助SNAP计划打击欺诈行为:企业区块链解决方案公司Orbs在本周早些时候发布了一份报告，建议在美国农业部的补充营养援助计划（SNAP）中采用一种潜在的区块链驱动方法来打击欺诈行为。Orbs认为，其区块链系统还可以帮助减少美国福利项目中潜在的官僚浪费。[2019/12/7]

网络传输与安全基础

POW的安全的基础，是建立在个人算力不超过全网算力的50%这一基础上的。而潜在的必要条件是任何节点要和网络其他节点公平竞争。这就跟赛跑一样，大家得一起起跑才行。而区块链系统是个异步系统，POW的安全性只有系统状态就近同步的情况下才能保证。POW挖矿奖励其实有一个重要原则就是奖励矿工们尽快的把自己挖出来的区块广播出去，被网络接收；同时在使劲的接收从网络传回来的其他区块，而不是把算力浪费在成不了气候的链上(最长链原则)。这进进出出(TX/RX)其实本质是利用矿工在系统框架下的自然行为保证了网络的同步。

动态 | 微博限制发布同时带有“区块链”和“炒币”字眼的微博:金色财经报道，今日有网友表示，新浪微博限制发布同时带有“区块链”和“炒币”字眼的内容。经金色财经记者查证，同时带有“区块链”和“炒币”字眼的内容无法发布，并显示“因此内容中存在违反相关法律法规或《微博社区公约》的信息，无法进行当前操作”。然而，单独带有“区块链”或“炒币”字眼的内容仍能正常发布。[2019/11/16]

从发卷考试到挖矿

大家小时候上学的时候都是经常考试吧。那个时候老师会把卷子给第一排的童鞋，然后一个一个的从前往后传。坐在最后一排的童鞋总是非常晚地拿到卷子。那么好了，如果拿到卷子的童鞋就开始做了，那最后一排的同学拿到卷子的时候，第一排的同学都开始做好久了，搞不好还做完了，这个不公平。所以，老师要求每个同学拿到卷子的时候扣在课桌上，等到大家都拿到了，老师说“现在开始记时”，大家才能开始做。这就是公平竞争带来的同步。

声音 | 胡润：三年内区块链行业上榜者可增加到百人:据文汇报消息，区块链行业是百富榜上最年轻的行业之一，上榜者的公司平均创立才5年时间。胡润表示，区块链是08年美国金融危机后才被发明的，它的起步速度比很多人想像的要快，主要因为有投资者在帮他们放大，三年内区块链行业上榜者可增加到百人。[2018/11/14]

这里边有两个变量：第一个是传卷子的时间，第二个是做题目的时间。卷子可以是一张纸，也可以厚厚一沓。假设我们传卷子必须要一张一张的传，因为老师印卷子的时候是每一页都印了全班的量。所以，传卷子可以半分钟就传完了，也可以传10分钟都没有全发完。同样，题目也难可易，聪明的童鞋用计算器可以十分钟就做完了，严谨的童鞋完全口算，也许要两个小时才做完。

百人圆桌 工信部五所相里朋：更看好DAG共识机制 DAG是区块链3.0典型技术:在金色财经百人圆桌EOS系列问题上，对于“更看好哪一种共识机制？给DPoS机制打多少分（满分10分）”的问题，工信部五所相里朋表示：从技术上，更看好DAG共识机制。DAG（有向无环图）作为区块链3.0时代的典型技术之一，采用异步通讯机制在提高扩展性、缩短确认时间、降低支付费用方面优势明显，更适合推广到万物互联。且传统区块链确认次数只能计算交易有效性的“概率”，不具备最终有效性；DAG具有最终确定性，并不可推翻。但需注意的是，网络安全性、一致性问题都不确定，主链一直在分叉。网络未对节点交易信息的正确性充分验证，存在伪造或篡改的可能，错误数据有一定几率构成主链。DPoS机制可打6分。[2018/6/20]

你现在估计明白我为什么说发卷考试了。传卷子就对应我们的区块大小，题目的难度就对应我们的出块时间。小小的区别在于：在区块系统里，没有老师给大家喊“现在开始记时”；而是，童鞋们拿到考卷就开始做。具体是这样一个节奏：每一个新产生的区块，网络传播的时间是半分钟。每个矿工都是收到这个新块验证无误了之后才开始在上边挖矿。新区块就像一份新的试卷，网络传播就是发卷。而这个卷子发给所有同学需要至少半分钟，然鹅，每轮挖矿总有人比别的人早半分钟拿到试卷。但是矿工觉得这其实也无所谓，首先，题挺难的，考试时间是十分钟，晚拿到试卷半分钟影响不太大；其次，和在教室里考试不一样，大家的座次是随机的而且经常在换，先拿到考卷的人每次都不一样，所以也没问题。有些倒霉的矿工在TA挖出一个新块的时候半分钟在网络另外一边已经产生出来的新块还没有传播到他这里。于是他的新块就被无情的drop了，也就是变成了孤块。TA的工作就也被无情的浪费了。不过这个没办法，设计就是赢者通吃，但是TA在客观上其实对整个网络的安全也做了贡献

DAG有可能在根本上解决区块链的扩容问题:Node Capital研究中心指出，有向无环图(Direct Acyclic Graph或DAG)是近些年来区块链项目的技术热点之一。许多业内人士认为，这项技术有可能在根本上解决区块链的扩容问题，因此相关的项目都有较高的热度。传统的线性架构的区块链，在维持良好的多中心化与安全性的前提下，在底层上的吞吐容量有根本的瓶颈问题。因此这些区块链项目的扩容方案，一种是以牺牲多中心化的记账方式来换取整个链的吞吐容量，一种是依赖侧链、分片等第二层（Layer 2）技术来处理小额交易。要根本性地获得更好的底层链效率，需要采取与完全不同的架构。[2018/6/11]

扩容之殇

我们想要扩容，能做的是要么把区块的尺寸变大，要么缩短出块时间，要么两个都变。我们先试试出块速度从10分钟改成半分钟。这下乱了，考卷还没有发完有些童鞋就做完开始拿下一套考卷做了。于是教室里的混乱场面一度无法控制：满地的做了一半的考卷，大家都在忙着收新来的考卷。这个参数的调整导致出现大量的孤块和分叉，不仅大量的网络算力被浪费了，而且更关键的是我们前边说的同步带来的安全模型也荡然无存了：每一套新的试卷，都没发给全班呢，就有一小簇童鞋做出来了。于是重新发下一套试卷。也就是说平均每个童鞋就只做了15秒的题，就得要么完成要么白做了。这个直接带来的结果就是只有一半的算力在做有用工作，另外一半在做错误的考卷。从网络攻击者的角度上看，如下图所示，TA其实只是在和一半的算力在拼，也就是说只要他的算力占全网络的33%，TA就有可能赢,而不是我们平时所说的50%

那我们再试试把区块大小增加到之前的二十倍，也就是也变成10分钟。同样的道理，每套卷子的页数多了,发卷子的时间变长了，也就是传输的时间变长了，而做卷子的时间不变，也就是出块的速度不变，那最后教室里还是同样的混乱：仍然出现大量的孤块和分叉，以及造成了相似的算力浪费。于是我们可以看出来，只要传输速度和出块速度可比，系统一开始设计的很多特性都无法保证了，特别是安全性。这两个参数不可比的时候就可以了吗？比如把区块大小增加4倍，离20倍还挺远，可以吗？然，也是不太行的。因为区块的大小变了，等于我在两套协议下工作，我更改的那一刻之前就有一大堆部署兼容等等的各种软件工程和社区的问题需要考虑和处理。这个是个非常荆棘的道路，我们找个机会在《StoteriaDAG和分叉的通俗解析》中仔细的科普。不管如何，大家现在应该明白了扩容这件事其实是这两个参数互相制约，互相作用之下的妥协结果。这个问题在DAG的环境下就更加有趣了。

包容之美

我们做BlockDAG，其中一个重要的目标其实就是扩容。我们前边讨论已经显见：扩容被一对互斥的参数制约。他们之所以在blockchain系统里表现的这么复杂，说到底还是网络同步和赢者通吃这两条原则导致的。试想，如果后排的童鞋收到卷子的时候，即使前排童鞋都做完了，已经要下一套试卷了，他们仍然坚持做完并且得到心仪的分数，这样没有喇嘛多的孤块儿和分叉，这将多么美好啊。BlockDAG就是解决了这个问题，矿工们可以并行的挖矿，不用担心别人挖出来新的区块之后，自己这个新块就没用了；而是全心全意的继续挖矿，并及时的把挖出来的区块广播出去。下一篇连载我们会详细讨论在DAG的前提下，这两个参数是如何互动的。

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