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速度如何改变区块链节点中的数据存储和传播?

2019-12-11 铜板大叔 来源:区块链网络


区块链技术具有破坏性,并传播了数据的民主化。这导致了它的广泛使用和普及。区块链范式已经从财务使用转向了应用程序开发使用。在使用区块链技术的应用程序中,游戏应用程序是通过区块链技术开发的最广泛的应用程序。比特币通过共享数据结构或分类帐提供小原子数据交易。数据交易的分散结构确保了高效的系统。通过在物联网(IoT)范式中使用区块链技术,出现了一个新的应用领域,称为自主分散对等遥测(ADEPT),这是设备之间的另一种自主通信方法,消除了中介者这与区块链方法非常相似。
所以这里的问题是“什么是节点?”
节点是通过块存储和共享数据的节点,它们是用于提高交易速度和可伸缩性的数据批处理。传统的数据传播是通过块向整个网络中的几个节点进行的。但是,如果数据很大,则块的大小很大,并且块将数据共享给网络中的每个节点,直到所有节点都拥有新信息为止,这会导致数据传播缓慢。这就是“速度”可以创造奇迹并加快数据传播速度的地方。Velocity使用源代码进行有效且细粒度的事务,以防止在中断通道上进行任何传输。它提供了急需的事务吞吐量。在继续之前,让我们首先了解基本的传播过程。

区块链协议和数据传播:

我们都知道,区块链是一个数据网络,它通过几个节点分批共享,不信任的参与者存储在一个分类帐中,这些参与者通过共识算法验证了相同的数据。
当此信息到达节点时,通常将其称为自举,此外,当此类自举节点用于数据交换时,这种交换称为“块传播”。有几种不同的块传播方法:

紧凑块:

这是一种通过BIP(区块链改进协议)验证的有效载荷减少方法。该方法在以下前提下工作:必要的信息集已经发送给对等方,并且仅需要与节点交换这些集的差异。
图像来源:高带宽紧凑块传播
图像源:低带宽紧凑块传播这种方法通过高带宽和低带宽提供了有效的中继过程。它利用额外的带宽来停止往返时间(RTT)。这种方法减小了有效载荷的大小。尽管此方法有两个主要的挫折:
  • 需要“短ID”来标识丢失的事务,这需要更多的存储空间。
  • 每当单个节点处理许多事务时,由于缺乏针对未知事务的优化而存在差异。

Thinblocks(Xthin):

该方法由比特币无限改进协议(BUIP)开发和提出,它使用布隆过滤器更有效地比较设置差异。它允许更有效地检测未知事务,但它会增加通过编码的成员身份信息进行传播的过程的开销。存在安全问题,因为恶意节点可以发送伪造的筛选器来创建冲突攻击。
图像来源:Xtremethin块传播

石墨烯:

提出了一种新方法来减轻Xthin块方法的缺点。它重新传输块以接收故障。它利用单个对等点作为关键点,节点一次发送所有数据,而不是几个节点共享部分数据。这些块仅用于块传播,而不用于节点自举。

分布式哈希表(DHT):

DHT主要用于对等发现。将DHT称为“初始种子”的系统-这是负责构建整个系统的单个节点,其中引导过程允许几个参与者共享公用DHT。该方法减少了以上三种方法中观察到的问题,并利用节点拥有的部分信息作为新资源,并减轻了未知事务检测的瓶颈或差异。尽管有两个重要的缺点:
  • 由于工作量证明挖掘协议,企业参与成为一个问题,因为协议遵守和收入模型问题一直困扰着移动应用程序开发的使用。
  • 该系统需要一个公共的中心节点来进行引导发现,它本身违反了区块链的分散结构。

通过喷泉速度编码

源代码(通常称为无速率擦除代码)提供了一种独特的方式,可以将信息编码为各段,只要段数达到阈值,就可以将这些段重新组合为原始数据。由于数据的重建基于分段而不是单个块,因此与DHT相比,它提供了更健壮和流畅的数据传输。尽管源代码的概念在区块链范式中非常有用,但尚未在区块链领域中使用。对于区块链应用而言,将单条信息拆分为大小相等的元素,源代码可以是理想的选择。然后将这些元素编码为特定的“符号”。这些符号是特定于任务的,并传输到一个或多个源,而收件人则在汇总信息。该接收者为每个符号编码算法。尽管解码算法的可能性几乎为零,这是唯一的原因。“速度”与喷泉代码一起使用。
“速度”使用这些源代码的纠错属性来允许源自多个源并同时广播的块传播。

通过喷泉代码逐步阻止传播:

  1. 一个
    Inv
    在实现新节点时,由发件人节点将其发送到附近的节点。块被编码为预定大小的符号。
  2. 接收者接收
    Inv
    消息并使用
    get_sym
    请求到所有节点。
  3. 拥有请求块信息的对等节点通过以下方式提供响应
    sym
    重复响应,将符号中的每个块编码。
  4. 接收器使用块头ID提供的映射来收集所有符号并形成一类符号对。此过程可确保块的安全性,因为每个块必须具有标头才能避免DOS攻击。
  5. 接收器具有符号音量的预定阈值,并且随着这些符号达到阈值,接收器开始重建块。
  6. 在进行重建过程时,如果重建过程失败,则接收器会尝试检测不符合的符号对。
  7. 如果重建过程成功,则
    received
    消息被发送到发送节点以停止符号的发送。

  8. 图片来源:behrens

了解使用Velocity的收入点:

矿池通常使用历史数据来确定收入模型的最佳区块大小。有时交易费用不能证明孤立这些区块是合理的。为了减轻这些问题并根据交易费用确定块的大小,我们可以使用两个参数:

符号大小:

当我们希望在对等通信中聚合符号时,块大小与符号大小的比率对于确定符号大小很重要。

孤儿率:

这些是孤立区块,由于区块链操作过程中问题中区块的时间延迟而未被接受。

结论:

借助“ Velocity”,可以优化区块传播以获得更好的收入,从而可以利用区块链增强为企业和企业带来的财务激励。这种方法当然可以改变区块链流程以优化区块大小,从而帮助矿工以更高的安全性实现更顺畅,更快的交易。

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编译者/作者:铜板大叔

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