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以太坊和比特幣兩個主流區塊鏈技術對比

2019-08-03 10:54 | 達峰網

目前主流的開源區塊鏈項目有比特幣、以太坊。

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A.比特幣區塊鏈

比特幣是數字貨幣領域的領頭羊,是區塊鏈技術的第一個、也是最成功的應用。比特幣采用C++開發,首先應用POW共識機制保證分布式系統狀態的一致性,是目前最為成熟的數字貨幣開源框架。比特幣中挖礦機制較為簡單,只允許在主鏈最新的區塊上挖掘潛在的區塊。在挖礦過程中,有可能同一時刻會有多個節點挖到了新的區塊,這時比特幣會選擇其中一個區塊作為主鏈的延續并將其他塊丟棄,被丟棄的區塊被稱為陳舊塊,而在區塊產生后的廣播時間里挖到陳舊塊的概率被稱作陳舊率。RM03.16_ff_blockchain.jpg

比特幣的區塊鏈網絡是完全分布式的網絡,在區塊被礦工挖到后需要對全網進行廣播,但是網絡傳播并不是即時的,在比特幣網絡中根據測算,一旦礦工平均產生一個區塊,該區塊需要6.5秒才能達到50%的節點,40秒會達到95%的節點,平均延遲為12.6秒。在這種模式下,如果降低區塊產生時間,那么將會大大降低網絡的抗攻擊能力。比特幣網絡的總區塊陳舊率為1.7%,那么實施51%攻擊的攻擊者只需要49.5%的網絡算力就可以實施攻擊。當出塊時間在600秒的情況下,如果存在平均12秒的傳輸時間,那么在這段傳輸時間內,平均會有12/600=0.02個陳舊塊產生或者1.97%的陳舊率,實施51%攻擊需要的算力為49.5%;當出塊時間在60秒的情況下,12秒的傳輸時間內,平均會有0.2個陳舊塊產生或16.67%的陳舊率,實施51%攻擊需要的算力為45.5%;當出塊時間在12秒的情況下,12秒的傳輸時間內,平均會有1個陳舊塊產生或50%的陳舊率,實施51%攻擊需要的算力為33.3%。從上述計算可以得出在比特幣的挖礦機制下,無法做到犧牲網絡安全來換取更低的出塊時間,所以10分鐘的出塊時間是比特幣區塊鏈的極限,不存在繼續優化的空間。What-is-Blockchain-Technology.png

B.以太坊區塊鏈

以太坊的目標是打造成一個運行智能合約的去中心化平臺,平臺應用以太坊區塊鏈為基礎,不停機地運行并且無第三方人為操作的情況。以太坊區塊鏈目前有Go語言,C++,Python語言的多種實現版本。為了打造這個平臺,以太坊提供了一條基于POW共識機制的公開區塊鏈,并制定了面向智能合約的一套編程語言Solidityp6]。智能合約開發者可以在其上使用官方提供的工具來開發支持以太坊區塊鏈協議的應用。以太坊采用了與比特幣完全不同的挖礦機制,被稱為單級GHOST算法。單級GHOST算法中對陳舊塊進行了利用,以太坊中挖掘到陳舊塊的節點將會獲得一筆獎勵,挖掘到的陳舊塊有會被新的區塊引用為叔伯塊,同時礦工可以在多個最新的陳舊塊和主鏈的最新區塊上進行挖礦操作。由于單級GHOST算法對陳舊塊進行了利用,以太坊的出塊時間相比比特幣降低到了F12秒,至于是否還存在優化空間,需要對以太坊的挖礦機制進行深入研究。timg (96).jpg

從以上研究可以得出,比特幣的數據寫入性能遠低于以太坊且不存在優化空間,所以本文選擇以太坊區塊鏈作為實現框架并對以太坊的性能優化進行研究。

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