星球日报
搜索
手机客户端
iPhone · Android
公众号
微信公众号

利用加速器实现快速通道,ThunderCore想用最简单的方式提升公链性能

2018-07-09

Thunderalla的做法是,在正常通道(快速通道)失效时,节点会退回(fall back)到慢速链上工作。

利用加速器实现快速通道,ThunderCore想用最简单的方式提升公链性能

快速,现阶段公链最为迫切的目标。

如果区块链真的能带来价值互联网,必然需要能承载如此使命的公链。然而现实是,这样的一条公链仍未出现。最为成熟的两大公链比特币和以太坊,其每秒最高处理的交易分别只有7笔和25笔,这样的速度无法满足商业应用的运行。

Odaily星球日报最近接触到的公链项目ThunderCore白皮书)认为,实现高速的关键在于共识算法。ThunderCore的首席科学家Elaine Shi从区块链出现之前开始,给我们解释“共识协议的历史”。

她介绍,传统的PBFT和Paxos等共识算法,主要用于Google和Facebook等大型互联网企业内部分布式系统的服务器同步,只要你的网络有足够的带宽,这些协议都非常快。不过这些传统协议本身非常繁琐,在有大规模节点的情况下并非最佳方案。

中本聪发明的区块链技术利用数学实现了突破,用不同于传统的方式达成了共识。Elaine总结,“最长链形式共识”的优势在于简单和健壮(robust );缺点则是低速和耗能。

简而言之,目前仍未出现理想中的大规模共识协议。ThunderCore尝试合并上述两者的优点,设计出新的共识算法,命名为Thunderella。

先来解释“传统”的部分,也就是ThunderCore的快速通道。Elaine借用了一个非常有趣的场景来阐述这个过程,这个传统的网络就像复仇者联盟内部(委员会),需要选出一个leader。

假设选举已经完成,大家选出了V神作为leader,他们的任务是对接下来的交易做验证和确认。leader的任务是给所有人广播特定序列号+对应交易,并收集大家返回的验证,只要有达到三分之二的人确认,交易即可被写入区块。假设这群人里面有小于三分之一是坏人,且leader也算是好人,每一轮大家对特定序列号都可达成共识,并不断往前推进。

可是,一旦leader是坏人,他可以不发交易,或者给不同人发不同的交易,导致共识无法达成。也就是说,这个系统现在失效了。

Elaine解释,在传统协议中,一般有两个通道,正常通道(simple normal path )和恢复通道,一旦正常通道崩溃了,就得利用恢复通道(complicated recovery path)实现正常工作。然而,传统协议的恢复通道非常繁琐,以致于Visa的区块链提供商chain.com目前直接放弃了实现恢复通道,这意味失效后需要人工同步并重启正常通道。

Thunderalla的做法是,在正常通道(快速通道)失效时,节点会退回(fall back)到慢速链上工作。相当于在正常环境已经被攻陷时,退回到一个简陋但安全的地方讨论,选出新领导。慢速链可以使用PoW和PoS的任意一条公链,目前ThunderCore使用的是以太坊,未来希望设计一条基于PoS的公链。

那么,如何发现快速链失效了呢?Elaine解释,这就需要收集证据。快速通道会定期生成链上哈希值,签名后发送给慢速链,这写哈希值就像心跳一样,给慢速链提供了快速链工作情况的检查点。要是慢速链检测到,链上已经生成了好几个区块,但是快速链上却未定时发来哈希值,就会发现有问题。这时,委员会停止在快速链上签名,并就快速通道上的记录达成共识,然后统一到慢速链上工作,选出新leader之后可以回到快速通道上。

Elaine总结,上述共识机制的设计,使得恶意的leader最多只能让记账变慢。“在正常情况下,交易在2-3秒内就能被确认。在最差的情况下,也不会比今天的区块链差。”所以leader就像一个加速器(accelerator),协调快速通道中的记账。

在7月5日与DoraHacks合办的发布会上,ThunderCore的测试网络目前已经上线,外界可以通过注册申请白名单参与测试。Elaine表示,测试网络在部署100个节点、仅有单一分片的情况下,能达到1000 TPS。

现阶段,测试网络中快速通道的加速器,依然是ThunderCore自身部署。未来ThunderCore希望实现去中心化,以投票形式选出,并支持多个加速器。由于快速通道使用的是传统共识协议,Elaine表示需要在性能和去中心化之间平衡,同时做优化,未来设想是约500个节点。

至于新节点的加入,未来会先需要在慢速链中申请,满足一定条件后才能加入快速通道(委员会)。具体的方案团队已经研究出来,将会在近期对外公布。“不太准确来说,我们会选那些持币比较多的节点。”当然快速通道对配置和网络的要求很高,先验证配置是必须的。

Elaine还强调,虽然节点在两条链中切换工作,但开发者在外部只看到一条单一的链 (a single linearly ordered log)。因此,Thunderalla协议可以支持EVM这样在链状结构 (linearly ordered log)上才能工作的智能合约虚拟机。开发者如果觉得以太坊性能不够,原来的DApp不需做什么改动,就可以直接在ThunderCore的平台上继续运作。

团队方面,ThunderCore现有超过30人,常驻硅谷。首席科学家兼联合创始人Elaine Shi康奈尔大学计算机系副教授(Associate Professor),毕业于清华大学本科,获得卡耐基梅隆大学硕士和博士。她也是 IC3(加密货币和合同倡议组织)的联合创始人。除了上述的委员会选举之外,Elaine表示她还正在尝试从经济系统的角度理解加密货币系统的健壮性。

另一位科学家 Professor Rafael Pass 也任教于康奈尔大学计算机系。CEO Chris Wang是卡内基梅隆大学(CMU)计算机科学博士,是社交游戏公司Playdom共同创办人,也是阿里巴巴、Glasssdoor、Flipkart的早期投资人。

我是Odaily星球日报编辑卢晓明,探索真实区块链,爆料、交流请加微信lohiuming,烦请备注姓名、单位、职务和事由。

利用加速器实现快速通道,ThunderCore想用最简单的方式提升公链性能

原创文章,作者:卢晓明。转载/内容合作/寻求报道请联系 report@odaily.com ;违规转载法律必究。

参与讨论

登录后参与讨论

总文章数:


分享至

微信扫一扫分享

0
前沿科技区块链

Copyright 2017-2018 Beijing Star Node Media Culture Co., Ltd.