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区块链存在的问题以及如何解决这些问题

网络大数据 • 10 月前 • 94 次点击  
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当Satoshi Nakamoto在2009年发明比特币时,它被公认为是中央银行的革命性替代品。随后,人们很快意识到这个底层技术(区块链)也能够取代其他行业的中间机构,例如医疗保健、选举、房地产、法律、安全和个人身份保护、租赁、慈善机构和教育等行业。

而随着区块链项目的普及,区块链的潜在问题也逐渐暴露出来,这些问题表明该平台其实还没有做好准备迎接大规模部署。例如,单个加密游戏就减慢整个以太坊网络的速度,以及在峰值期比特币的交易延迟和低费用问题加剧。

同时,作为第一个也是最大的区块链网络,比特币因其不环保、浪费CPU时间和需要复杂硬件才能获利而饱受批评。批评人士称,比特币对硬件的特定要求激怒了区块链爱好者,这些要求与该协议的民主性质背道而驰,这实际将比特币集中在少数大型矿池中。

由于区块链存在的这些问题,人们对区块链的炒作又走向另一个极端,现在有些人声称这项技术没有实际用途,并指出比特币白皮书发布10年后没有出现其他主流区块链应用。

可以肯定的是,现在有很多项目正在努力解决区块链的问题,尽管他们采取着不同的方法。但同时,像Facebook计划推出自己的加密货币这样的事情仍然让人质疑区块链的真正价值。在采访区块链专家时,他们指出区块链部署缓慢的最重要原因:该技术本身就很复杂。

01
区块链问题:解决“三难”问题

任何区块链协议的核心是所选择的共识算法:即定义节点与谁通信、信息如何共享以及应该信任谁的代码。该算法需要同时解决并平衡三个主题:安全性、可扩展性和分散性。区块链社区将此称为“三难”。

9th Gear Technologies公司工程执行副总裁Michaele James说:“例如,比特币使用工作量证明作为其共识机制,随着该网络的继续运作,该机制需要大量的计算工作来‘挖矿’。为了提高区块链的可扩展性,肯定会影响网络安全性(例如,使用权益证明)或其分散性(例如,使用权威证明)。

根据James的说法,与工作量证明(PoW)相比,权益证明(PoS)共识方法允许更多节点参与进来,以更快的速度向前推动区块链,但同时更容易受到攻击,因为攻击者的入侵门槛更低。

同样地,权威证明(PoA)共识模型会使该网络更快,因为仅选择少数授权节点来创建新块,但现在也只有这些授权节点在推动区块链的向前移动。

因此,为了实现最佳平衡,我们应该根据特定用例定制项目。其中一种方法是限制攻击者。

02
私有许可链如何解决区块链问题

James解释说:“在9th Gear,我们正在使用私有许可区块链,在这种区块链中,日常工作人员无法访问我们的区块链网络。同时,区块链网络的参与者会通过筛选过程来验证他们的意图并验证他们对我们网络正常运营的影响。

这种许可网络解决了9th Gear区块链的很多问题:它提供了一种信任元素,而这在公共区块链网络中是不存在的,而且通常是故意避免。此外,它使9th Gear能够使用更可靠的共识方法,例如IBFT(拜占庭容错共识机制),按照James的说法,“与标准的公共区块链网络相比,这可实现更高的吞吐量和更快的交易结算”。

尽管许可链提供更高的效率和更快的网络,但这牺牲了区块链的分布性、公共性和民主性。这可能看起来像是打破了区块链存在的目的,但事实证明这种区块链实际上非常适合企业。

03
企业级区块链

Ternio公司首席运营官兼创始人同时也是许可区块链的支持者Ian Kane认为,许可并不意味着集中化。“我们的协议是完全分散的,但不像比特币协议那样完全民主化。

他表示,企业组织避免使用公共区块链是因为它们可能成为竞争情报工具。“企业希望知道谁可以访问链上的数据,因此大家都可以获得透明度而无法访问他们不应访问的信息。

Ternio公司是亚马逊高级技术合作伙伴,该公司已获批可为任何AWS客户提供区块链服务,该公司每秒可交付超过100万笔交易。正如Kane解释的那样,这种模型最适合供应链透明度、数据不变性和稳定的硬币(即不容易受到数字货币典型价格不稳定影响的加密货币)。

04
权威证明

权威证明是微软在Azure使用的方法。该算法更有效,因为它消除了挖矿的需求,并保留拜占庭容错。但这里要求的是,所有共识参与者都是已知的且信誉良好。

Inxeption公司首席运营官和联合创始人Mark Moore在商业中使用了这一概念。“在美国,没有很多(或任何)商业领域不受法律管辖。因此,这里存在信任,并不需要烧毁CPU以试图证明或验证交易的真实性。

区块链为Inxeption公司提供了一个分布式数据库,该数据库具有固有的加密功能,可用于保护和覆盖数据或事务。这允许不同方在其受保护区域之外共享数据,并且仍然保证数据安全性和一致性。

这本身也保留了可信的审计跟踪,因此所有各方都可以确定数据库未被篡改。根据Moore的说法,为同一目的使用集中式数据库需要大量的基本补充,而且部署起来会更加困难。

05
预计算解决区块链速度问题

对于公共用途的项目,可能无法奢望部署许可区块链。对于这些项目,在不牺牲分散性或安全性的情况下,必须使用巧妙的算法来实现高性能。Elixxir.io是一个分散的消息传递和支付平台,它已经找到了一种方法来提高区块链的速度,而无需私有化。

创始人David Chaum说:“Elixxir在混合网络中部署了一个突破,称为cMix,它利用预计算在交易发生之前执行绝大多数处理。”混合网络由一系列节点和服务器组成,它们以保护发送方、接收方和内容的机密性的方式中继消息或事务,然后单独发送它们。

Chaum表示,预计算可以使交易速度达到大众市场消费者应用程序水平。“其结果是服务的执行速度比没有预先计算的系统快1000倍。

06
量子安全算法

另一种方法是由加密货币temtum的创始人Richard Dennis提出。他的解决方案是基于消除区块链节点之间的竞争。Dennis称:“这不是PoW或PoS共识算法,temtum算法通过随机选择‘领导节点’来处理超过60秒的交易”。这相当于在信标生成新的唯一值以移动到新的‘领导节点’之前的五个区块。

然后,temtum选择下一个节点以通过单次计算确认设定期间的所有交易。这意味着不再需要通过PoW进行数十亿计算,同时仍然确保网络上的每个节点得出相同的结论,且不需要来自其他节点的更多信息。

Dennis解释称:“这个过程非常安全且非常高效,可消除节点之间的竞争,也不需要对每次交易都‘推销’所有节点。Dennis称,temtum已经开发了五年,最近刚刚推出了它的平台。该技术已经通过Crest认证机构BSI的独立验证和渗透测试,同时也在考虑未来的威胁。

Dennis称:“该选择程序具有量子安全,其中使用量子随机性(可见光子),这意味着没有办法预测将处理交易的节点。通过长时间监控性能、带宽和正常运行时间,由AI支持的独特性能完整性协议可确保任何领导节点都值得信赖。

07
物联网区块链:诚实证明

物联网部署在区块链方面存在问题,物联网传感器和设备通常只有很低的电量和存储。因此,区块链物联网开发人员首先必须解决可行性问题,特别是如果他们想在区块链上存储大量其他低价值记录(例如物联网遥测数据)。

Geeq公司的联合创始人兼首席开发官Stephanie So解释说,PoW系统通常不适合这种情况,因为它们需要在整个网络中传播消息。Geeq是一家提供公共区块链基础设施即服务的公司。

对此,Geeq公司采用的方法是一种专有的验证系统,被称为“诚实证明(Proof of honesty)”,该系统有一个小型网络(大约10到25个节点)以支持每个设备,而不需要将数据传播到更大的网络。

该系统旨在确保区块链上记录的数据没有被破坏,主要是通过监控传感器输入以及过滤掉无效读数(由预先指定的区块链条件定义)再将数据放入区块链来实现。So称:“我们的协议还可保证不可改变的诚实链。

08
你应该做什么

在这篇文章中,我们讨论了区块链存在的一些问题以及部署区块链技术的多种创造性方法。区块链的开发不同于中央解决方案中采用的传统客户端-服务器方法。我们很少关心MySQL或Apache服务器的编码方式,而只关注我们自己的数据库或网站代码。对于区块链,区块链的部署方式很重要,并且,企业需要在可扩展性、安全性和分散性之间找到完美的平衡点。

在这里,最重要的是要记住,这里没有万能解决方案;首席信息官必须考虑他们试图解决的问题、所涉及的各方及其限制,以确定区块链以及它的版本是否适合他们的环境。


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