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最长链规则有哪些优点和缺点

2020-11-18 13:06 蓝鲸科创 莫璃74°c
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上式中除了 TPS 之外的每项都对应了一个在最长链规则下提高 TPS 的切入点:

因此我们有以下四个式子:

从比特币开始,无论是最初的只是改改参数的莱特币,还是后来提出的 Bitcoin-NG [1], 以及采用了 DAG 结构的 OHIE [2],众多公链共识算法的核心理念都是最长链规则。

总而言之,在提高 TPS 这条路上,尽管最长链规则受到以上分析的制约,但通过合理的设计,这个天花板还是可以绕开的。

实际上,在区块广播中的每一跳,每个节点都需要进行验证和执行等一系列操作之后才能向下一跳转发。在节点数较多的时候,即使是不大的区块想要在 2 秒内传遍全网所有(或绝大多数)节点也是一件非常困难的事情。从目前的网络环境来看,3 到 5 分钟的确认时间基本上已经是最长链规则的极限。

实际上,即使是被研究最多的最长链规则,其安全性的完整证明也要晚至 2016 年 9 月才由康奈尔大学的密码学教授 Rafael Pass 等人首次完成 [3] 。(中本聪在比特币白皮书中的证明只考虑了特定的攻击方式,其它一些更早的工作则只证明了最长链规则在特定条件下的安全性。)Rafael 的证明可以直接推广到任何一个合理设计的基于最长链规则的公链系统。

由于 Conflux 采用的是不同于最长链规则的最重链规则,所以在以往的文章中我们比较经常解释 Conflux 没有选择最长链规则的原因,而对最长链规则本身的优势介绍得比较少。这次我们将从一个更全面的视角来讨论最长链规则的优势与劣势。

在端到端的安全性证明这点上,最长链规则具有足够的先发优势。作为开加密货币之先河的比特币的核心规则,最长链规则得到了最广泛和深入的研究。

1. 安全性系数 = 平均生成一个区块的时间 / 区块广播时间

相比之下,其它的共识算法包括最重链规则在 2019 年以前都没有一个完整的安全性证明,甚至有些共识算法连在限定条件下的安全性证明都没有。我们将把有关最重链规则的问题以及 Conflux 的应对留在之后的几期来讲,此处不再展开。