Думали куранты здесь, как я провел несколько лет, расследующие возможные решения, чтобы позволить распределенному гроссбуху обрабатывать высокую Tps пропускной способности (VISA + масштаб), но остаются доверительными меньше и децентрализованной (не супер узлов, свидетелей, или любой другого множество пола-централизация трюков, чтобы масштаб). Я не буду углубляться слишком много в техническом с этой должностью, просто поделиться некоторыми из идей и философий, которые я имел и где я в конце концов обосновался. Может быть, это может дать другим некоторые идеи, вдохновение и т.д.

Во-первых, хотя быстро резюмировать ....

Путь назад, когда (в конце 2012) вопрос, который я хотел ответить, был; при чем TPS сделал родословная Satoshi блок цепь крепится с пленными начинают становиться проблематичным.

Я выполнил ряд тестов, которые, в конечном счете, заключенные в фигуре 150-300 TPS в зависимости от топологии сети и средней производительности узлов в сети графа. Прошлый, что точка сирота обмолота начала и ухудшил производительность сети в целом и эффективность разработки POW быстро (с использованием эффективного и военнопленным в одном предложении кажется настоящим оксюморон сейчас!). В эти дни с более высокой средней спецификации узлов и интернет-соединения, Держу пари, ~ 500 TPS будет возможно до любых головных болей (размер блока около 300MB, если кто-то интересно).

После этого (2013) я начал экспериментировать с различными архитектурами Леджера, первые из которых было то, что я назвал блок дерева (это было на самом деле больше похожи на DAG). Не вдаваясь в излишние подробности помещение было то, что в периоды высокой нагрузки, "дерево" могу расширить и часть сети может быть в том или ином состоянии полного консенсуса (части дерева отсутствующего, например), но обеспечить правильный консенсус в отношении частей дерева они имели. При достаточно большой части правильных узлы дерева может оценить шансы быть из консенсуса перед фактом, когда затем уменьшалась нагрузка дерево сузит снова и отстающие узлы в конечном итоге догнать.

Было некоторое улучшение (особенно в отношении загрузки спайки), но в конечном счете, одни и те же вопросы, как блок цепи всплыли при более высокой нагрузке, и с особой непрерывной нагрузкой все это упало на его задницу.

Затем я пошел "полный DAG" и сбросил блоки, которые снова привели к дальнейшему совершенствованию, но традиционные алгоритмы консенсуса (ПР, POS и т.д.) снова привел к конечным верхним пределам и различным новым проблемам, таким как нет истинного глобального состояния, что на основе блока-цепи, подход обеспечивает. Группа обеспечения доступности баз также не может поддерживать большое количество других функций, которые были определены как "должен иметь" для реальной массы на рынке целевой продукт.

Это был конец 2014 года, и я вернулся к чертежной доске и полностью разработал гроссбух архитектура под названием CAST (Channeled Асинхронного состояние дерева) и механизм консенсуса называемого EVEI (Развивающаяся Голосовавшие через Endorseable взаимодействий). Вместе они позволяют масштабирование до очень высокой пропускной способностью и отвечают всем необходимым требованиям.

Эврика момент был на осознание того, что это возможно, чтобы разделить данные от государства, но гарантировать, что данные определяет состояние. Это дает ряд очень важных свойства при рассмотрении масштабируемости:

1. Состояния невелики (2000 ТПС потребляет около 50kb в секунду)
2. Государства имеют несколько точек происхождения
3. Государства могут быть разделены на подгруппы государств, которые ссылаются на подмножестве общего объема сделок

Сначала давайте посмотрим на блоки и блок цепей с учетом указанных выше пунктов:

В блоке цепи блок является состояние, и данные. Это необходимо из-за того, как консенсус работает с добычей полезных ископаемых, в частности шахтера следующего блока может иметь транзакции, которые другие не знают о так данных о состоянии должна быть упакована в качестве самого государства (это верно независимо от того, алгоритм, POW , POS, DPOs и т.д.).

Это, в свою очередь, приводит к там быть только один исходный пункт для следующего действительного блока и поэтому он должен распространяться по сети. Это приводит к неизбежным задержкам и CAP соображений. Если блок слишком велик и занимает слишком много времени, чтобы полностью распространяться, сирота обмолот начинает происходить и снижает общую производительность и эффективность. Другой побочный эффект заключается в том, что все операции в эфир дважды, один раз при создании транзакции, а затем в блок сам дополнительно добавляя к сети и пропускной способности накладных расходов.

Наконец, блок, очевидно, не может быть разделен на подблоки, когда он был добыт, чтобы смягчить любого из вышеперечисленных.

Возвращаясь к CAST и EVEI. В сплетнях ведомой P2P сети, можно предположить, что большинство узлов всегда будет знать о большинстве операций, поэтому большинство узлов будет выдавать то же самое состояние независимо друг от друга и без какой-либо конкретного состояния связи друг с другом. Это охватывает точку # 1 и # 2, в результате чего состояния могут быть малы из-за избыточное требование данных, внедренных в состоянии и обеспечивает несколько точек происхождения для государства, грубо сокращение времени распространения (большинство узлов имеет состояние поэтому в здоровой сети распространения практически равна нулю).

Это значительно увеличивает производительность сети и ее эффективности. Я был свидетелем непрерывных нагрузок > 500 ТПСА в течение длительных периодов времени и краткосрочные шипов > 2500 ТПС в больших и малых сетях, состоящих из аппаратных средств, начиная от НЦБА до корпоративных серверов без каких-либо проблем.

Кроме того, имея глобальное состояние бухгалтерской книги с консенсусом смягчает много проблем, связанные с DAG и ее прогрессивной государственной механикой.

Некоторые могут возразить, что CAST + EVEI тогда блок-цепь, да и есть некоторые сходства и перекрытие, но принципы и оперативная функциональность, лежащие в основе его радикально отличается, таким образом, я считаю, в другом лагере. В любом случае, назвать это то, что вы будете

Двигаясь дальше, 500-2,500 + ТПС довольно хорошо, особенно когда аппаратные средства, такие как Pi может идти в ногу большую часть времени с минимальными вопросами, но этого не достаточно. VISA только на Черной пятницу сообщений обрабатывает пику 40000 ТПСА, но даже если отбросить черную пятницу, добавив MasterCard, Amex, Paypal, и все банковские платежи в смесь, она быстро становится очевидной, что пара 1000 ТПС не достаточно для глобального система платежей. Бросьте ВГД в сумке тоже, и требования катиться в 100,000+ очень быстро. Что где # 3 вступает в игру.

Блок цепи, как правило, неструктурированные, с блоком, содержащим суп транзакций из различных адресов. CAST с другой стороны, очень структурировано, с адресами, владеющих один или несколько каналов, и каждая сделка имеет по крайней мере 2 компонентов ... а расходы и претензию. Израсходуете живет в канале транжир и требование живет в приемниках. С этой структуризацией очень легко нарезать на лицевой вверх в более управляемые разделы.

Тогда это приводит к выводу; со структурированной бухгалтерской книгой, и компактными состояниями, которые определяются сами данными, поэтому она должна быть обеспечена возможностью глобального состояния бухгалтерской книги, чтобы быть также разделено на суб-состояния в соответствии с каждым разделом данных. ВЫИГРАТЬ!

Узлы можно настроить в соответствии с их производительностью и поддержкой N Перегородки вместо того, чтобы обновить или даже перейти в автономный, чтобы остаться в игре, как нагрузка увеличивается с течением времени.  

EVEI консенсус работает на уровне раздела, и глобальное состояние является просто кульминацией всех результатов государственного консенсуса на уровне разделов. Эта функция надежно из-за того, что большинство узлов будут работать более чем на одном раздел и дисперсия конфигураций разделов узла в сети, приведет к количеству перекрытия. Это перекрытие обеспечивает поддающуюся причинность глобального состояния от текущих и прошлых состояний разделов.

Разбиение данных действительно приносит с этим некоторые накладные расходы, и в настоящее сладкое место, кажется, около 1000 разделов перед кривой показатель становится слишком большим. Это, вероятно, может быть улучшен, но даже если нет, 1000 разделов, каждый с возможностью обрабатывать ~ 500 ТПС должно быть более чем достаточно для масштаба сейчас

Некоторые могут подумать, "хмм, что разбиение вещь звучит очень похожа на Ethereums шардинг" и это делает, потому что она есть. Однако реализация разделов / Sharding Эфириума ниже, чем скорость из-за 3-х пунктов:

1. Он использует блок цепь / с и больше похож на набор боковых цепей, что означает, что есть косяк быть истинный консенсус в отношении глобального состояния
2. Это трудно и неэффективно Осколки общаться благодаря архитектуре его смарт-контракта VM и неоднозначных данных о состоянии
3. Это, по крайней мере 2 год из, EVEI и CA не является

Заключение и TL; DR: Для масштаба, снимите блок цепи, заменить структурированной книги и состояний, которые отделены от данных, использовать консенсус, который охватывает детерминизм ... затем нарезать гроссбух на более мелкие куски