二突破区块链不可能三角--在POW扩展性上的尝试 _区块链

比特币为了保障其安全性，采用最长链规则，并固定区块大小1M和出块时间间隔10分钟，从而导致其低吞吐量(7Tps)和长时间区块确认间隔(6个区块一小时，每个区块平均需要10分钟），这一直以来饱受诟病，影响了比特币网络的大规模使用。
解决方案：
一开始人们思考的是在比特币最长链的规则上，通过增加区块大小（1M->4M)和减小出块间隔来增大吞吐量，但是这却带来了三个很大的问题
带来的问题：
不断的分叉！分叉也就意味着安全性降低，容易引起双花攻击。区块奖励受网络延迟影响：整个网络的区块奖励不单单与算力有关，网络延迟较低的节点更有可能获得出块奖励。容易受到自私挖矿攻击：恶意节点出块后先不公布，直到发现比主链长时再公布
下图阐释了在一种区块生成间隔较小（区块生成率大于区块传播延迟）的网络中，区块链网络高度分叉，此时攻击者可以秘密创造6个区块（由红色虚线标记），从而超过主链的场景。
区块链比特币可扩展性的瓶颈在于——任何一笔交易需要发给所有节点，就是POW的有效性是建立在所有人都在同一条最长链上挖矿的，于是，大致上说，只有上一个区块被挖出来并且同步到整个网络之后，共识算法，即挖矿，才能开始进行。
比特币的共识算法必须需要一定时间来进行，而且必须在所有节点同步，即传输和验证完所有交易之后才能开始，即POW共识出块的时间，即区块间隔，需要远大于同步所需要的时间。
然而，我们希望所有的带宽*时间都用来在网络中传输交易，而不希望先做一个时间t1的同步，确保所有人都对于最长链有共识之后再开始进行一段时间t2的POW计算达成共识。而在t2的这段时间是无法做同步的，因为在没有共识的前提下，我们并不知道哪个区块是正确的，于是，这时候的带宽就被浪费了。
【二突破区块链不可能三角--在POW扩展性上的尝试】理想状态是，我们能够一边做共识一边同步？那需要做的第一步就是，我们需要把比特币POW中的共识和交易（区块内容）脱钩。
1和两篇论文做了一种简单地将用POW作为一种准入机制然后进行（类）PBFT的方法。
算法的原理基本上都是保留比特币POW的一切特性，例如区块奖励，例如出块时间等等。但是，POW不再决定交易，而只做委员会选举——例如，我们规定，最近的100个出块者是当前的委员会，然后由他们进行BFT决定交易，这里的交易是最终的也就是绝对的，不存在分叉的问题，然后把广播给全网。然后我们可以认为这样决定的交易就是最终结果，于是解决了区块一小时6区块的时延和无法确认达成共识的两个问题，然后顺带的，因为POW的共识只决定委员会出块者，所以交易的输出不再受限于POW，而只受限于BFT的输出。而无论是在做BFT还是做完BFT把交易广播到全网的时间里，都不影响POW继续进行下一轮共识。

文章插图
2 -NG的选举合法出块者的微区块解决方案
-NG—首先还是照常用比特币POW，只不过，这个时候出来的区块里面不用包含所有交易，只是宣布——我是竞争胜出的合法出块者。然后，在十分钟之内，这个出块者可以以更快的速度（更短的区块间隔）发“微区块”，其中只包含交易而不需要再做POW，因为他已经竞争得了这一次的出块权。这样的话，我们达到了和以及一样的效果——用POW选取出块者而不是区块，于是交易本身就和共识脱钩了。
问题：如果微区块有非法交易怎么办
解决方案：当非法交易被发现的时候，后面的节点可以将这个交易注明无效，然后拿走提交非法交易的出块者之前获得的区块奖励

二 突破区块链不可能三角--在POW扩展性上的尝试

二突破区块链不可能三角--在POW扩展性上的尝试