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DAG+MimbleWimble,The Forbidden Forest能否取代Grin?

2019-05-08

有向无环图(DAG)如何与MimbleWimble 协议结合提高公链的TPS?

Odaily星球日报出品

作者 | 茶凉

编辑 | 卢晓明

DAG+MimbleWimble,The Forbidden Forest能否取代Grin?

你可能听说过有向无环图(DAG),也可能听说过被 Grin 和 Beam 带火的 MimbleWimble 协议,但你可能没有设想将 DAG 和 MimbleWimble 协议协议结合起来将会催生怎样的化学反应?

4 月 30 日,在韩国首尔举办的 “Code Talks” 区块链技术开发者交流大会上,Odaily星球日报发现一个名为“The Forbidden Forest”(以下简称“TFF”)的公链,基于 MimbleWimble 协议 + DAG ,主要应⽤方向聚焦于高隐私要求的跨境支付、跨境电商、线下零售和线下数字货币 ATM 机等应用场景。

使用 MimbleWimble 保证隐私

2018 年末,区块链行业掀起了一波匿名币热潮,以 Mimblewimble 协议为底层网络支撑的匿名币项目 Grin 和 Beam 短时间内也在市场上引起了投资者的追捧。

MimbleWimble 是一个区块链隐私保护的格式和协议,是一种可以防止区块链泄露个人信息的技术。名字来源于《哈利 · 波特》中的一个保守秘密的咒语。

有趣的是,The Forbidden Forest 社区的主要贡献者 Kosta Du 告诉 Odaily 星球日报,《哈利 · 波特》中有一个章节叫做 “The Forbidden Forest(禁林)”,“禁林” 非常隐秘壮观,里面藏着很多神奇的生物。

说回 TFF 的技术,比特币每一笔交易都泄露了 3 个信息:发送方地址、转账数量、接收方地址。

在 MimbleWimble 中,不存在交易地址,交易金额也是隐藏的,同时中间状态的交易可以得到合并。合并是指如果在要打包到区块的所有交易中,先有 A 转给 B 钱,后又有 B 转给 C 一定的钱,那么不需要全部记录这两笔交易,只需要记录 A 转给 C 多少钱,合并交易的中间状态,同时附上 B 的签名。这就可以保证安全、避免双花,同时减小 UTXO 集合大小,减少区块存储所需空间。这也有助于提高公链的可扩展性。

在 MimbleWimble 中,隐私性得到保证的原因来自于以下三点:

1. 区块链中没有地址,每次转账中接收方都要构建新的交易见证;

2. 交易金额也是隐藏的;

3. 中间状态的交易可以合并,少量的信息使得追踪更加困难。

利用 DAG 提高 TPS

根据 Kosta 的介绍,目前比特币网络的理论并发处理能力只有 7 TPS, Grin 网络的并发处理能⼒是 10 TPS,Beam 网络的并发处理能力是 17 TPS。Kosta 认为和 VISA 相比区块链网络并发处理性能还严重不足。

因此,TFF 社区的开发者们想到了利用 DAG 技术来提高 TFF 网络的并发处理能力。DAG 账本技术使用图式账本结构和异步并行记账来解决分布式账本系统并发能力不足的问题。

首先,使用 DAG 结构,使得各节点可以并⾏记录数据到 DAG 不同分支上。

其次,DAG 发挥了钱包客户端里点对点互相校验的能力,这个校验是并行的,假设在这个世界上同时有 1 万笔交易发生,交易可以通过相互关系并行校验。如果这条链正在产生分叉,同时会在这个世界上有不同的钱包往不同的叉上记帐不同的交易。

第三,DAG 记账的单位更细了,不是区块,而是交易。如果交易⼀发生,马上就会写入,就会比打包后更快。

第四,DAG 可以在记账时不做 “双花” 的检测,所有交易均记录下来,而是在之后 DAG 主干确定后再做 “双花” 的检测。

另外,DAG 还有⼀个特点,因为它是靠邻近节点相互之间确认校验的,所以如果在整个网络当中钱包数量越多,交易数量越多,能支撑的变化量越大。所以 DAG 账本技术的并发处理能力是随着节点数量增长而增加。

Kosta 表示,目前 TFF 的 TPS 最高可以达到 1 万。

Forest 账本链的结构如下图所示,每笔交易就是⼀个记账单元,单元可以选择⼀个或多个单元作为父单元,每个单元验证确认父单元,并包含引用父单元的 hash 到自己的单元数据中,从而形成⼀条哈希链。所有单元和引用确认关系组成⼀个快速增长的 DAG,有了这样⼀个 DAG 账本,任何节点如果试图修改⼀个单元的数据,会发现还需要修改很多后续单元,而且在不断累加,完全无从下手。这个 DAG 账本保证了 Forest 公链可追溯、防篡改、 不可逆。

DAG+MimbleWimble,The Forbidden Forest能否取代Grin?

仍处于研发阶段,主网 12 月上线

在采访过程中,TFF 的兼职社区开发者 Cong 对 Odaily 星球日报表示,TFF 并不是一个底层网络,可以支撑各种现实生活中的应用,它也不是一个 token,而是一个 coin,所以 TFF 的核心价值集中在 Forest Coin 上,而不是 DAG 和 MimbleWimble 协议。

考虑到挖矿的公平性,及对 ASIC 挖矿的抵抗力,Forest 目前选择 equihash 作为挖矿算法。

Forest 公链系统采用了分层、模块化体系架构,整个系统分为网络层、数据层、共识层、协议层和应用层等,其中

  • 网络层包括 P2P 网络通讯模块、IP 地址隐藏模块等;

  • 数据层包括加密模块、MimbleWimble 模块、DAG 内存数据引擎和 DAG 数据库模块等;

  • 共识层包括引用确认共识、PoW 和 GhostPlus 主干共识等模块;

  • 协议层包括 MimbleWimble 条件合约、主节点 API、钱包 API、Stratum API 和闪电网络等模块;

  • 应用层包括钱包 App、DAG 浏览器、矿池和挖矿程序等。

具体开发语⾔的选择上,由于需要做 MimbleWimble 相关⾼隐私功能和高性能 DAG 账本的开发,同 Grin 一样,Forest 项⽬将采用 Rust 语言。

根据 Kosta 的介绍,项目没有 ICO,没有预挖矿,代币总量 21 亿,带每次挖矿奖励会抽取 10% 沉淀为项⽬基⾦,⽤于项⽬支出,目前部分开发资金来源于社区主要贡献者的自有资金。

除了 Kosta Du,TFF 社区还有两位主要贡献者 Dr.Eric Chow 和 Dr.David Du,Dr.Eric Chow 是以太坊社区的早期代码贡献者,TFF 社区开发的一大部分资金也是来自于他;Dr.David Du 是分布式账本技术的早期研发者,密码学和和加密技术方向的博士,但这两位开发者并未在当日活动现场露面,关于这两位主要社区开发者的背景,TFF 也并未做出更多详细的介绍。

最后 Kosta Du 透露,TFF 还处于研发阶段,将于 2019 年 8 月推出硬件产品,10 月上线 DAG 版本测试网,12 月份实现主网上线。

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

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