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怎么样理解BTC系统扩容

涉及到BTC时,2021年最受关注的话题之一,是缺少好的计划促进将来不断增长和将其扩容。

我感觉这非常奇怪,由于依靠于任何系统的其他人至少应该做一些调查,在今年和将来5年或更长的时间,它可以达成哪种增长,与它能否做大家想要的。

在这篇文章中,我想做一项调查,关于大家可以期望BTC进行哪种规模扩大,依据本系统大家需要干什么,以获得更多的扩展。、

BTC具备价值的最重要缘由,是BTC承诺的,在不远的以后BTC将被数以百万计的人用并被视为有用。任何货币只有当足够多的人用它时才有价值。钱只有在事实上可以用时,它才有价值。假如无人用它进行支付,它的价值就不会达成。

因此,头号目的是让数以百万计的人在他们的日常用BTC,这里“用”被概念为至少一天一次买卖。和任何技术一样,大家觉得这个技术明天,甚到今天年就可以用,由于增长需要时间,系统构建需要时间。

因此,大家的目的之一是,5000万个用户天天用BTC互联网发送一个买卖。不是今天,而是将来的5年间。

另一个更深层次的目的是,作为家庭用户,他们可以处置BTC块区块的速度应该至少是创建区块速度的五倍。这意味着,假如某个节点断网一个小时,它将需要约20分钟,就可以赶上最新的区块(处置积压与在处置积压时生成的所有新买卖)。

速度更快更好,但达不到区块创建速度的5倍就太慢了。

或者说,现在的理论支持是什么?

BTC是以各种节点软件组成达成的系统,经过几年的进步已经成熟了。但开发者已经不在真的观注基层用户的增长了。因此大家看到角逐者比特币 Classic和比特币 Unlimited开始参与角逐。像平常一样,角逐对最后用户有好处,大家看到出现了一些有关将来收益的承诺。

但让大家看看今天大家可以支持哪种买卖负载。

上周forum.bitcoin.com发表了一段关于下载时间的视频。充分验证并检查了7年,或420000个区块的历史(从BTC出现的第一天开始)。用中档硬件,75GB的数据需要6小时50分钟才能完全验证。中档硬件并不实惠,但它一定不是顶级硬件或服务器硬件。换言之,这是一个非常不错的基线系统。

仔细看看在6小时50分钟里做了哪些:

从高度为295000 区块到高度为420000区块(共125000块)每一个买卖签名都得到了验证。

从世界各地的BTC节点那里下载了75GB数据。

一个UTXO数据库包含有1100万笔买卖,创建有4000万未用的BTC地址。(可以从RPC调用得到TX设置信息)。

125000个区块包含了104847758笔全部验证了的买卖。这是1亿500万个txs。

大家知晓这都是在没调整设置的状况下完成的。这是一个Classic 1.1.0节点(其性能等于比特币 Core 0.12.1)

让大家看看,并把大家的目的与大家的底线进行比较。大部分人都爱软件一直能越快越好,但优先事情非常重要,大家应该看看哪些部分应该注意。

大家的目的是,单个节点在24小时内可以处置约5000万个买卖。

大家注意到,在6小时50分的基线检查,大家的节点事实上是在下载、存储和检查将近1亿500万的买卖。可以计算得出下载和验证的速度是天天3亿6800万笔买卖。

这意味着大家天天5000万次买卖的将来5年目的对于今天的带宽和CPU功率已经不是问题。事实上,大家的基线系统(译者注:基线系统指前面提到的中档硬件)可以用一个原因7超越了大家的目的。

今天大家的基线系统可以处置7倍于大家将来5年目的的数目!

今天,每一个独立的BTC节点天天可以下载、存储和验证3亿6800万个买卖。这个量级是BTC目前用量的很多倍。

需要有完全验证所有区块的节点,以确保每一个人都诚实。它也给我带来心灵的平静,假如我相信我的节点,我就无需相信赖何别的人。所以我预见,你会得到聚集全节点的小社区。你可以叫你的家人用它,或者只不过为了支持社区,你的足球会所或教堂将设置一个社区。个人将使他们的手机钱包至少有一个完他们信赖的完整节点是来自他的社区的人。

这保留了BTC最大的资产,你不必信赖银行或政府。一般容易见到的是,大家相信他们的当地教会或足球会所。

此类节点无需保存从零高度区块的完整历史区块。它会用精简。用今天的硬件,并不意味着它不可以够为全部历史区块服务,但它绝对可以轻松地获得一个月的区块历史。然而,这意味着大家需要使软件更智能。让大家来看一些精简思想。

今天的硬盘容量非常实惠。在目前区块大小的限制下,3TB的硬盘可存储75年的BTC历史数据。但假如大家开始到达大家的目的,又会如何呢。大家需要哪种硬盘驱动器?

答案是,大家根本无需任何大的东西。由于区块变大了,所以大家需要有一个更大的硬盘驱动器,这种想法是个误解。事实上大家应该做一些精简,就可以使每一个人不需要在存储空间方面资金投入更多。

大家的需要节点的最后一个大性能是网络连接速度。为了达到大家的目的,大家需要可以达成24小时下载5000万买卖,平均一个买卖占300字节数据。

理想的状况下,假如节点会有一段时间离线,然后上线后大家要以5倍的速度进行下载区块,来确保节点可以“赶上”最新区块。大家可能也想为其他部分增加一些开销。但今天1.39Mbit的下载速度几乎无处不在。2GB比大家需要在5年内达到的计划快1440倍,今天在日本如此的国家就达成了。

家庭节点绝对不需要担忧,即便天天约5000万用户的巨大的BTC增长。他们的硬件和网络可以毫不费力地覆盖他们,特别是在大约5年的时候,可能已经创建了更多的软件优化。

注意,这里没依靠像摩尔定律如此的规律,大家无需硬件技术增长,就可以达到大家的目的。

典型用户会用手机或硬件钱包。假如用户用轻量级推广客户端(SPV)就可以达成安全、迅速支付,对硬件的实质的需要真的非常低。

虽然现在的钱包还需要一些优化工作。在用互联网来更新钱包的状况方面,他们一般相当贪婪。虽然有用,但在很多状况下,无需如此做,比如当我在海外数据流量漫游是很昂贵的状况下。

在创建一个支付买卖之前,是无需进行任何互联网通信。而只有实质的支付本身需要被转移到BTC互联网。

典型用户用手机操作,在链上扩容这件事上,这种用户是几乎无需干什么事的。

虽然瘦推广客户端(thin clients)的可用性和有关主题确实需要做很多的工作。

矿工需要一个完整的节点。在这里“全部”的意思是它验证了所有些买卖。除去要满足家庭节点的需要,矿工还需要迅速地和其他矿工连接,并迅速广播区块传递给其他矿工。

就像对于典型的家庭节点那样,作为互联网的一部分,今天大多数带宽和硬盘的容量与CPU速度已经足够大。

除此之外,矿工用他们的节点创建区块。这意味着他们需要处置一个内存池里的未确认的买卖,然后创建一个新区块。目前已经在这个过程有了一些优化,但还可以作出更多的优化。譬如在该区块返回前,用getblocktemplate RPC调用检查刚刚创建的块链以验证有效性。该检查需要相当长的时间,容易的解决方法是减弱区块的返回和验证,如此矿工越过验证就可以开始挖矿(应该至少在100%的状况下通过)(译者注:这一句我翻译可能不确认,保留原文:This check takes quite a lot of time and a simple solution would beto decouple the returning of the block and the validation so the miner canstart mining optimistically over the check passing )。

当区块变的更大时,被返回的数据更多,并且系统现在用JSON,这几乎是大型二进制数据块的数据容器最糟糕的种类了。用一个容易的东西替换RPC接口,只不过将通信格式变成二进制,这是很容易做到的(可能是一个月时间的项目),而且可能不会导致矿工延迟太久(译者注:这一小句翻译可能不准确,原文是:likely needed for miners to not end up waiting too long on interfacedelays.)。

在大家的基线节点中,大家讲解说,从一个全新的节点从零开始完全同步需要花7个小时。假如大家将区块扩展到更大的尺寸,状况将不会是如此。它将花费很多的时间开始做初始同步。然而,矿工需要完全同步的节点。比特币 Classic已经做了非常大变化,这将大大缩短验证时间。它引入了动态检查点,通过一个设定一个一周内区块都没双花的头部信息,允许矿工节点跳过验证的买卖数据(译者注:这一句翻译可能不准确,原文是:It introduced dynamic checkpoints which allow the node to skipvalidation of transaction data by assuming that about a week’s worth of blockswill not be built on TOP of double-spend data.)。这将让一个从零开始同步的节点可删除数以百万计的买卖验证。

针对矿工,对于将来BTC推广客户端的另一个建议是,一个新的节点可以指向一个已知和值得信任的节点。新的节点将接收需要从这个可信节点迅速启动和运行的UTXO和所有其他细则。这意味着,在10分钟内,下载后几个兆字节数据就可以运行一个的新节点。

对挖矿来讲,非常重要改进是用各种办法确保迅速下载和上传新区块。

第一是极廋区块(xthin),这是仅需花费25KB数据就可以传递一个1MB区块给所有矿工的办法。这种扩大是线性的,因此发送10MB的块链需要发送250KB的数据。

另一种办法是我称之为“乐观挖矿”的技术,它能够帮助矿工通过切分区块为两部分上传。一个部分是新区块的超迅速公告。只不过发送区块头部信息。收到此类头部信息的矿工可以证实它的工作量证明的有效性,并且在这个头部信息上开始挖空块。当完整区块到达时,新区块包含的买卖就可以被看到。在内存池里的所有买卖都会被添加到新区块里,最后,新区块的创建将尽量多添加买卖,然后让矿工继续挖矿。

一个挖矿节点并无需在节点上包含钱包,也无需在节点上存储历史区块,所以他们可以进行精简。

很多此类技术已经开发完成,也有的计划在将来一年左右完成。为了在5年后达到大家天天5000万用户的计划,大部分这部分技术足够使一个矿工可以维持连接到BTC互联网,而不必资金投入一个高档服务器的BTC节点。

我尽力的目的是天天5000万个用户。从今天开始算起,该目的是一个巨大增长。但要确保大家做的正确,我的目的设置在将来5年完成。

BTC扩容是一个很枯燥的工作,仅需极少的努力,由于早已证明现代的容易系统可以轻松达成区块尺寸扩大到现在区块大小限制的10000倍。

整个系统的扩容需要更多的工作,主如果由于矿工还没接收到很多为安全扩容筹备好的新特质。大部分的这部分特质可以在几个月内补充上,包括使用像极廋区块(xthin)和乐观挖矿这种早已开发完成的技术。

我要给出的结论是:5000万用户/天的目的不止是可达的,5年的时间是大家会比较容易做到的。

在这个文档中根本没提及像闪电互联网如此的聪明方法,由于没必要。BTC可以相当容易而且几乎没风险达成链上扩容。像闪电互联网一样的想法存在相当高的风险,由于有太多的未知数。

目前关于扩容的最大问题是1MB的区块尺寸的协议限制。应该尽快删除这一协议限制。

此文出于传递更多信息之目的,并不意味着同意其看法或证实其描述。本网站所提供的信息,只供参考之用。

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