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比特币和以太坊是如何去中心化的?

2个回答

转让区块链公司7星评价

2020-11-02 14:02:23

比特币和以太坊是如何去中心化的?

DHT的诞生可以说是现代互联网去中心化的一个标志:最初的互联网是彻底去中心化的,每台计算机(节点)之间通过FPS等各种协议互相访问。在之后的发展过程中,互联网逐渐发展出了适合进行大规模商业应用的服务器+客户端模式,将部分节点特殊化成为服务器,其他节点之间的访问逐渐减少,这也是现代互联网被冠上"中心化"称呼的原因。

在互联网中心化的发展过程当中,以BT下载为代表的P2P网络协议成为了互联网去中心化的标志。P2P全称对等式网络(peer-to-peer),又称点对点技术,是无中心服务器、依靠用户群(peers)交换信息的互联网体系,它的作用在于,减低以往网路传输中的节点,以降低资料遗失的风险。与有中心服务器的中央网络系统不同,对等网络的每个用户端既是一个节点,也有服务器的功能,任何一个节点无法直接找到其他节点,必须依靠其户群进行信息交流。

从某种意义上说,区块链技术是P2P的延伸。与P2P相比,区块链将应用场景进行了极大的扩展,并且解决了对节点的奖励问题。而P2P本身强调的离散性、伸缩性、容错性也能够完美的支持区块链网络运行。其中:

离散性:构成系统的节点并没有任何中央式的协调机制。

伸缩性:即使有成千上万个节点,系统仍然应该十分有效率。

容错性:即使节点不断地加入、离开或是停止工作,系统仍然必须达到一定的可靠度。

以比特币采用的Gossip Protocol算法为例,Gossip算法能够利用一种随机的方式将信息散播到整个网络中,正如Gossip的本意"绯闻八卦"一样。

Gossip在运行过程中,网络中的某个节点随机的选择其他若干个个节点作为传输对象,该节点向其选中的若干个个节点传输相应的信息,随后接收到信息的节点重复完成相同的工作,最终建立了比特币节点网络。

在以太坊中采用的Kademlia(也被称为Kad)算法则直接规定了网络的结构,也规定了通过节点查询进行信息交换的方式。Kademlia网络节点之间使用UDP进行通讯。参与通讯的所有节点形成一张虚拟网,并通过节点ID来进行身份标识,与文件散列直接对应,它所表示的那个节点存储着哪儿能够获取文件和资源的相关信息。当我们在网络中搜索某些值的时候,Kademlia算法需要知道与这些值相关的键,然后分步在网络中开始搜索。

每一步都会找到一些节点,这些节点的ID与键更为接近,如果有节点直接返回搜索的值或者再也无法找到与键更为接近的节点ID的时候搜索便会停止。这种搜索值的方法是非常高效的:与其他的分散式杂凑表的实现类似,在一个包含n个节点的系统的值的搜索中,Kademlia仅访问O(log(n))个节点。非集中式网络结构还有更大的优势,那就是它能够显着增强抵御拒绝服务攻击的能力。即使网络中的一整批节点遭受泛洪攻击,也不会对网络的可用性造成很大的影响,通过绕过这些漏洞(被攻击的节点)来重新编织一张网络,网络的可用性就可以得到恢复。这也是以太坊系统较比特币系统更为高效的原因之一。

走寻少年陈锦6星评价

2020-09-18 16:39:48

比特币网络并未充分利用

总的来说,比特币节点分配到的带宽要高于以太坊。与2016年的研究结果相比,比特币节点的带宽中值增加了1.7倍。普通的比特币节点可用的带宽要比以前多。

可以分配到更多带宽表明,网络可以在不影响孤块率的情况下增加区块大小,孤块率会影响去中心化。如果人们满足于2016年的去中心化程度感,他们应该可以将区块大小增加1.7倍,这样的话,每秒可处理的交易数量将增加两倍,而网络的去中心化程度保持不变。

有些人认为提高区块大小的上限也会增加CPU和硬盘需求的成本。但是这些成本从一开始就是微不足道的,尤其是与如今的交易手续费相比,这些成本已经大幅下降。例如,2016年,1TB的硬盘是85美元,2017年只需70美元。

迄今,我们没有看到有任何合理的、量化的论据可以说明最大比特币区块大小有何具体的价值。关于这个话题的讨论都是些含糊其辞、听起来是技术上的但在技术上不合理的争论,缺乏科学依据。这些技术上合理的论点与实际上的技术事实不一致。

以太坊比比特币更去中心化

与以太坊相比,无论是在网络延迟方面,还是地理位置方面,比特币的节点更加集中。换句话说,以太坊拥有更多的节点,且更为分散地分布在世界各地。这表明以太坊完整节点的分布更为去中心化。

出现这种情况的部分原因是,属于数据中心的比特币节点占比更高。具体来说,确定属于数据中心的以太坊节点占比是28%,而比特币的占到56%。

节点属于数据中心表明企业化的程度会提高。这也是节点被用于部署各种不同实现(又叫做,部分女巫攻击,可以影响公众舆论)的一种征兆,这是在我们整个研究过程中会广泛提到一个假设。

相反,以太坊节点更分布在一个种类更为广泛的自主系统中。

二者都不完全去中心化

比特币和以太坊挖矿都非常中心化,比特币的前四大矿工和以太坊的前三大矿工控制着超过50%的算力。

这两个系统的区块链都是由不到20个挖矿实体决定的。虽然传统的拜占庭法定数目团体系统的运行方式与比特币和以太坊不同,但是拥有20个节点的拜占庭法定数目团体系统比比特币或是以太坊更为去中心化,资源成本更小。当然,设计一个可以开放式参与同时又公平选出20个节点排列交易的quorum协议非常困难。因此,在开发无需许可又高效节能的共识协议方面,我们需要进行更多的研究。

以太坊浪费了本可以更好利用的算力

以太坊的叔块率比比特币的裁剪区块(孤块)率要高。这是有意而为之的,这样以太坊网络的运行可以接近其物理上的极限,实现更高的交易吞吐量。但是,这也导致以太坊用于处理交易的算力要小于比特币。换句话说,有些算力浪费在了叔块上,而不是直接用于打包链上交易。这说明,以太坊将极大地受益于中继网络,诸如比特币中继网络Falcon或是FIBRE。中继网络可以帮助矿工和全节点更快速地广播区块,有助于降低叔块率和孤块率,减少浪费。

以太坊的公平性更好,更有利于小矿工

公平是一个很重要的指标:这决定了与大矿工相比,小矿工是否处于劣势。如果一个系统是完全公平的,那么矿工将资源投入到更大规模、联合协作的矿池的理由就更少。

为了衡量其公平性,我们用矿工打包到主链上的区块比重除以没有打包到区块链上的区块比重,也就是,被裁剪的区块(孤块)和叔块。在一个理想的系统里,这个指标应该等于1。

以太坊和比特币的公平程度大致来说是相同的。但是,在公平的变化上,比特币表现出变化要更大。也就是说,对于比特币的小矿工来说,比特币的挖矿奖励更难以预测。部分原因是,以太坊出块率高,大数定律应用于以太坊的机会越多,而比特币,由于出块少,日积月累,不确定性会更大。