有关区块扩容的长期技术可持续性分析

vatten Yellow v2 · 2016-02-14 14:10 · 238 次点击 · 4.22730046

持续提升区块上限是否会削弱比特币的去中心化程度?也即,是否任何家庭用户都能运行全节点?

常见的一个说法是,如果要达到每个区块1GB大小,比特币将会高度中心化,只有超级大型的数据处理中心才能运行的起,导致整个网络只有屈指可数的几个大节点而随时会被政府/银行或强力机构关闭。
不过,这是指遥远的未来,就像在90年代大家还在用512K软盘的时候,谁想的到现在一个U盘能装几万倍于软盘的信息

就具体数据分析一下:

假设十年内,全球用户的1/10都使用比特币,每个人平均每天做一笔交易,那么一天就是7亿笔交易。一天有144个区块挖出,700000000/144=4861111笔交易/区块,每笔交易大小0.35KB, 一个区块需要容纳1.7GB数据

目前,一个区块是1MB,如果每年增长一倍,可在10年内达到1GB的水平,11年就到了2GB了。根据过去三年比特币的发展趋势来看,每年交易量增长一倍。所以系统扩容只要能满足每年增长一倍的水平即可跟上交易量的增长

1996年,家庭用户有28.8kbps的猫,当时最快的光纤的速度在1Tbps,速度比是3400万:1。一根光纤在主干网上可以带3400万用户。2016年,家庭用户大都有10Mbps的网络,目前最快的光纤速度在255Tbps,速度比是2550万:1,一根光纤可以带2550万用户,比例基本相当。家庭用户的网络速度20年内大致增长了347倍,平均以每年34%的速度提升

如果当前只有高端的家庭用户才能运行比特币节点,那因为网速的提升速度(34%)远比不上交易量的提升速度(100%),仅靠提高区块容量是无法来的及跟得上交易量增长的速度的

不过,目前10Mbps的网络远不能算是高端,高端的企业级网络速度已达到100Gbps。就算家庭用户,能用到1Gbps的也不在少数。4K/8KTV上线后,尤其是4K/8K实况转播所需的带宽都在1Gbps以上,全球网速预期又要有10-100倍的提升

以10Mbps来算,如果网速每年需要提升100%,那在四年内就要达到80Mbps,仍低于目前很多中高端家庭用户的配置。也就是说,就算区块大小每年增长一倍,在四年内现在的很多家庭用户仍然可以运行全节点。十年后则需要达到10Gbps,那个速度在今天企业级的网速已经可以达到,估计十年后家庭用户已有很多在使用

因为网速是目前的瓶颈,所以主要讨论这个。其他如CPU内存和硬盘之类都是可以随便增加的,不是什么太大的问题。还有一个危险是验证极为耗时的交易,最近的比特币版本里已经有对于这种交易的限制了

另外有一点常被忽略的,即用户和交易量不可能永远以每年一倍的速度增长,到了一定程度后就没有更多的用户了,估计十年后能达到7亿用户就已经是奇迹了。可见只要在最近十年扩张期内,网速的提升能跟上交易量的增加,十年后就几乎不再需要太大幅度的提升了。实际上我估计到5年后用户的增长速度就会显著放慢

这样看来,只需简单的每年增加一倍区块上限,即可轻松解决交易量的扩容问题。这样做非常简单,实现起来具有很强的可操作性,无需增加更多的复杂解决方案,可以维持系统架构稳定和坚固,这对金融系统来说很有好处

时尘西 medium avatar
1

时尘西 Yellow v    18 天前   via Android

5年之后增长速度放缓?呵呵。
5年之后,美元进入新一轮周期。2020年,比特币的征途才刚刚开始。5年内比特币都只是小打小闹而已。
具体不解释,懂的人自然懂。

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2

BitThink Yellow v    18 天前   via iPhone

即便现在家庭运行全节点的也不多,特别在国内因缺乏公网地址,运行了起到作用的也不多,所以讨论家庭能否运行全节点意义不大。考察一下云节点的带宽与价格更有意义些。

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3

比特币QQagent Yellow v    18 天前

短期来看,比特币on chain扩容的压力并不大。按照Paypal在2013年的规模,交易频率为113tps,平均每天为100万笔交易。区块大小我们升到50MB就可以达到Paypal在2013年的水平。

比特币的交易频率确实有可能比Paypal大很多,因为1)比特币是可以编程的货币,各种小微支付应用场景可能出现;2)比特币是自由的货币,潜在地,会有比Paypal有更多的用户——即包括发展中国家和不发达国家的用户,也包括机器用户。

但是,目标可以分步实现,不必在这么早的阶段,就在缺乏深入、审慎论证的基础上,急于给比特币搭建更为复杂的架构。

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4

星空 Yellow v    18 天前   via iPhone

@比特币QQagent 复杂性本身有两种可能,深度和广度。增加区块链大小其实也增加数据量增加复杂性。sw本身其他优势特点也是非常期待。

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6

vatten Yellow v    17 天前

@比特币QQagent

是的,如果出现机器支付的情况,那交易量全走链上压力会很大

不过就经验来看,计量收费的模式如电话收费等,最近十年都逐渐被包月包量模式所取代。从运营商的角度来看,只需做大致的4/5种不同的产品划分,就可适应不同用户的要求,不用浪费大量精力在繁琐的计费上

这个思路也是闪电网络的付款通道思路,不过似乎没有必要走比特币链上。如果用户和服务商之前有固定的高频小额支付往来,通常都可以按包月模式或一次性购买流量包/充值卡等

那篇Peter Todd的文章我又看了一遍。他所讨论的那些有关SPV挖矿的问题有个前提是SEGWIT通过软分叉实现,就会需要见证块,所以就会出现那些各种各样的安全问题。但如果SEGWIT通过硬分叉实现,未必需要双区块,不一定会有这些问题(不是很确定硬分叉的SEGWIT该如何实现)

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7

BitThink Yellow v    17 天前   via iPhone

@vatten 硬分叉实现SW就是重新定义区块结构,很简单就是推倒重来。既然是硬分叉,不用旧节点接受,就不用伪装成pay to any的脚本了。好处是不用增加新地址格式,坏处是未升级节点只能留在老分叉,完全无法在新分叉上使用。

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