2022年度回顾 | 技术篇:突破公链不可能三角的努力( 二 )


第④步意味着网络交易的最终确认,如果在收到区块后节点能够快速验证,那么可以提高可扩展性,但面临损害安全性和中心化的问题是类似的 。
2、安全性
在第②③④步中被攻击的难度,也就是被恶意节点控制的难度会影响系统的安全性 。尤其是在第②步中体现为共识机制的性能,如果共识机制容错率低,或者容易被恶意者操纵,就会降低系统安全,或者导致节点趋于中心化 。

2022年度回顾 | 技术篇:突破公链不可能三角的努力

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3、去中心化
分布式的节点是公链底层基础,越多节点加入代表越多节点认同公链,并且避免单点故障带来的风险,也能提高恶意者的攻击成本,因为在相同容错率的情况下恶意者需要控制节点数量变多了 。扩大区中心化程度要求节点的进入成本更低,但像上文提到的,在相同安全条件下提高节点数量会降低系统的可扩展性 。
从节点的实际控制者方面理解去中心化时,重点关注的是“审查交易”的问题 。节点负责打包交易时,如果按照自己喜好挑选交易和排序,会导致一些交易在提出之后很难执行以及得到链上确认 。也就是影响第①步提出的交易难以在第②步中被挑选验证 。
总的来说,公链在交易流程的几步中都可以做出改善和优化,但碍于不可能三角的影响,在某一方面进行优化时,总会伴随着至少另一方面的负面影响 。公链需要在不可能三角中找到平衡点,以满足更多应用场景 。下文就是在各环节不同公链的优化尝试,包括以太坊的最新路线、以太坊同质公链和高性能公链 。
以太坊:
应用新技术和新框架优化不可能三角
在以太坊最近公布的路线图中,可以看出一些在不可能三角以及用户体验方面的改善 。
图 1:以太坊最新路线图
Merge:共识机制由PoW转化为PoS
共识机制主要影响区块的产生和验证同步过程,在以太坊在转化为PoS后,采用的是LMD GHOST +FFG公式机制,实现了两个目标:在每个slot(12秒)内产生一个区块,并进行相应的见证投票,在两个epoch(一个epoch包括32个slot)后被确认最终性,回滚区块需要销毁至少三分一的链上质押的ETH数量 。
在以太坊的Merge阶段规划中,以太坊还计划将最终行确认时间缩短到单个slot,交易确认不再需要几分钟的等待时间,这会达到更高效率,提升用户体验 。但达成单个slot确认需要改善共识算法,可能会减少降低攻击链(改变共识)的成本,以及减少验证的节点数,影响公链的安全性和去中心化 。
Surge:和 配合提高交易处理速度
以太坊通过Layer 2手段进行扩容,特指的扩容方式,二层网络将主网上的内容放在链外执行,再将可验证的结果传回到链上 。目前以太坊中的仍以和ZK两个路线为主 。
在 中,由于通用性的设定,在用户数量和整体锁定价值占据了先发优势 。在排序器方面有很多争议,因为目前和的排序器都是以中心化方式的方式出块,很可能造成交易审查问题 。ZK 重点专注两个问题,第一是zkEVM的构建,在兼容EVM和完全独立构建虚拟机之间做选择,也是在实用性和性能做选择 。第二是加速零知识证明的速度,通过硬件设备生成零知识证明也是一种选择 。为了进一步降低链上的数据可用成本,这两类都出现了链下数据存储的模式,适用于需要高频交互的场景,不过提高了对节点的信任成本 。
看似解决了公链的不可能三角问题,但存在两个固有问题 。第一,的信息处理能力存在上限,尤其是依赖底层网络实现,底层网络的承载能力决定了中的运行能力;第二,链上的不同会带来互操作问题 。