震驚聽說它在技術上碾壓區塊鏈?

近日馬斯克在推特上的言論攪動得整個虛擬貨幣市場風雲涌動。馬斯克於5月13日突然發推,表示對「大量使用」煤炭和其他碳密集型能源來產生挖掘數字貨幣所需的電力感到擔憂,至今

近日馬斯克在推特上的言論攪動得整個虛擬貨幣市場風雲涌動。馬斯克於5月13日突然發推,表示對「大量使用」煤炭和其他碳密集型能源來產生挖掘數字貨幣所需的電力感到擔憂,至今日比特幣市值縮水過半。

一方面,比特幣背後的去中心化區塊鏈技術被很多人認為是打破信息孤島、改變商業生態的未來技術方向;另一方面,也正如馬斯克所說的那樣,區塊鏈的能耗問題成為了制約其進一步發展的重要因素。區塊鏈中區塊的生成需要處理器進行大量的數學計算,而這是非常消耗能源的。讀者朋友們可以猜一猜,如果把比特幣當做一個國家,與世界各國耗電量做比較,它的排名能達到多高?事實上,截至2021年5月,比特幣所消耗的能源已十分接近全球耗電量排名第25位的越南。

面對傳統區塊鏈所產生的能源、性能等問題,眾多頂尖學者和公司都在尋求找到解決和替代辦法。目前主流的替代方法主要有兩個,一是有向無環圖(DAG),二是由Swirlds所開發的哈希圖(Hashgraph),本文將主要介紹Hashgraph的有關內容。

震驚聽說它在技術上碾壓區塊鏈?

首先,什麼是Hashgraph?利蒙·貝爾德(LeeMon Baird)博士是Hedera Hashgraph的首任科學家兼聯合創始人,傳說中CMU史上最快拿到博士的人,也是成功的創業者、企業家。他在2011年開始研究Hashgraph技術,希望能達到理論上安全性的最高值,同時使它的性能達到最大,於2015年他成功解決這個問題。根據白皮書定義,Hashgraph是一種數據結構和共識演算法。Hashgraph不是數字貨幣,也不是區塊鏈(因為它其實是DAG圖,並非是鏈式結構),嚴格說也不單單是協議。哈希圖更像是一個底層的出塊層而非一個完整的系統。哈希圖的SDK中包含一個數字貨幣的Demo,但那僅僅用於演示證明Hashgraph可以用於構建數字貨幣。Hashgraph能為分散式APP提供高效、公平、安全的基礎設施。高吞吐量和非同步拜占庭容錯(ABFT)的特點,使得Hashgraph在公鏈和私有鏈領域都有潛在的使用價值,並且,在保證去中心化的同時不需要繁重的工作量證明。

那麼Hashgraph相比傳統區塊鏈,又有著哪些優勢呢?第一是超快速交易。據項目方公開信息,Hedera Hashgraph目前的交易速度可達每秒10萬筆,遠超比特幣每秒7筆、以太坊每秒15筆的交易速度。Hashgraph是如何做到如此快的交易速度的呢?打個比方,區塊鏈就像一顆有主幹的樹,要不斷剪掉枝枝叉叉,保持主幹的健壯成長。區塊鏈通過區塊的鏈接形成一條單一的合法主鏈,如果有分叉,比如兩個礦工同時創建兩個區塊,區塊鏈最終選擇其中的一個區塊,另外一個會被拋棄。也就是上面說到的剪掉枝叉。Hashgraph則完全不同,它不僅不剪枝,而且它還會編織交錯回來。Hashgraph的每個事件(類似於「區塊」)都不會被拋棄。所有枝節都持續存在,最終重新組合成為一個整體。,以實現更高的效率和更低的交易費用。

震驚聽說它在技術上碾壓區塊鏈?

第二個優勢是安全。Hashgraph是一個ABFT系統,沒有一個節點可以阻止網路達成共識或者在達成共識之後修改數據,號稱能達到銀行級別的安全性。Hedera Hashgraph所使用非同步拜占庭容錯 (ABFT)是拜占庭容錯 (BFT) 的延伸,旨在解決 BFT 的一些問題。「非同步」部分克服了容錯的挑戰,即時序。多種形式的拜占庭容錯假設在達成共識時,存在消息延遲的最大閾值。ABFT 網路消除了這種假設,並允許丟失或無限期延遲某些消息。這意味著,如果某些黑客使用殭屍網路、DDoS攻擊和惡意防火牆來干擾、延遲信息的傳遞,Hedera Hashgraph 仍然能夠達成共識。

第三個優勢是公平性,Hashgraph通過數學方法,採用一致的時間戳,使得每一個事件以及時間裡的交易都有順序,這也意味著任何人都不能操縱交易的秩序,從而保證了公平性的特徵。

當然,還有一個顯著優勢是更小的能源需求。傳統區塊鏈所支持下的比特幣單筆交易的耗電量約為885千瓦時。還有改進了演算法的以太坊,單筆交易的耗電量約為102千瓦時。那麼讀者可以猜猜看Hashgraph的表現如何呢?是50,抑或是30?根據官網的數據,Hashgraph單筆交易的耗電量僅為0.00017千瓦時。也就是說,Hashgraph的耗電量僅佔比特幣的五百萬分之一,以太坊的六十萬分之一!

震驚聽說它在技術上碾壓區塊鏈?

為什麼Hashgraph能具備以上提到的多種優勢呢?這就不得不提到Hashgraph的兩大核心演算法技術了,即謠言演算法(Gossip about Gossip)和虛擬投票(Virtual Voting)。

什麼是謠言演算法?該演算法也被譯為八卦演算法。什麼?你問這裡的「八卦」和平時看娛樂新聞吃瓜的那個「八卦」有什麼關係?某種程度上說,其演算法運行原理和娛樂八卦有著相同之處。舉個例子,我(一個節點)知道了一個娛樂圈的大八卦(即交易信息),那麼我會向周邊的朋友們分享這一個八卦,而朋友們(其他節點)也會在這個八卦里加入他們所知道的其他信息,向他們的朋友分享(消息在節點間不斷傳播),很快大家都知道了這個八卦,也成功登上了熱搜(達成共識)。

什麼是虛擬投票?一旦Hashgraph準備就緒,很容易知道節點的投票對象,因為我們知道每個節點擁有的信息以及何時知道它。因此,這些數據可以用作投票演算法的輸入,找出哪些交易迅速達成一致性。描述的這個過程名為虛擬投票。

Hashgraph實際上由一個理事會所負責管理,這個理事會由一些世界上最大的全球性公司組成,比如我們熟知的谷歌、IBM、波音等。理事會會負責治理委員會的選舉、制定政策、規範網路代幣、批准平台代碼庫的更改等。這個理事會最終將有39名理事會成員,每個議員最初可以執政三年,如果第二次當選,他們有機會再次執政3年。六年後,需要選出一名新的理事會成員。這是一個防止鞏固的設置,使 Hedera Hashgraph受益於來自各個行業的廣泛投入,使其保持真正的多樣化。在此同時,理事會的設置還進一步增強了人們對該項目的信任,因為這些全球性公司不會冒損失自身聲譽的風險而損害該項目。

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引用德國電信公司高級副總裁John Calian的一段話,「Hedera創建了一個公共分散式賬本和管理委員會,以確保長期穩定、分散式治理和安全。我們很高興成為Hedera管理委員會的初始管理成員,幫助引導這項重要技術被市場採用。」

正如其官網所寫的那樣,Hedera Hashgraph旨在」為所有人打造一個可信、安全、有實力的數字未來」。Hashgraph憑藉其技術優勢,獲得了眾多國際公司的青睞與合作,目前已是商業應用最廣泛的公鏈,在區塊鏈的未來發展中將佔據重要地位。

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編譯者/作者:區塊鏈小助手

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