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| | | | 区块链TPS的扩展性探索：为什么说BBP技术带来卓越的性能改变？ |
| | 区块链在元宇宙和web3世界中是操作系统相同的根底设施，其功用决议了未来数字经济的开展进程。现阶段，区块链普遍存在着生意数据处理才干较弱的问题。这使得比特币和以太坊的功用无法与中心化系统相抗衡，从根本上约束了区块链上许多应用的打开。因此增强区块链的可扩展性，也就是完结更高的生意数据处理速度（TPS）刻不容缓。
着眼0层的隐形区块传达BBP技术
为了完结更高效的区块链生意数据处理，不断有人提出区块链扩展容量处理方案。目前的扩容方案百家争鸣。
业界一般将区块链系统的六个层次数据层、网络层、共识层、鼓舞层、合约层和应用层划入三个Layer，由底到顶分别为Layer0（L0）、Layer1（L1）和Layer2（L2）。Layer0又称网络传输层，首要触及区块链和传统网络之间的结合问题。其时干流扩容方案大多从L1层和L2层着眼，鲜有通过改进L0层（网络层）成功扩容的案例。
Layer1扩容方案又称链上扩容，指在区块链底层协议上完结的扩容处理方案。Layer2扩容方案又称链下扩容，指不改动区块链底层协议和根底规则，通过情况通道、侧链等方案前进生意处理速度。但是这些扩容方案无一列外的都以牺牲安全性为价值，也就是区块链CAP理论的约束。
而本年4月，来自深圳大学、香港中文大学的区块链研究团队提出了一种全新的L0层区块传达与验证技术，即隐形区块传达（BodylessBlockPropagation,BBP）技术，不需要传输区块且不丢掉安全性，突破了CAP理论。
（公开在康奈尔大学在线学术网站arXiv上的论文信息）
该论文的作者们注意到，在其时的公链中，生意都存在重复传输和串行验证的问题。生意的重复传输是说，生意自身会单独在全网广播传输一次；生意被打包进区块后，又会跟着区块一同在全网广播传输一次。生意的串行验证是说，生意打包进区块后并在全网广播，各验证节点收到该区块后再进行验证。由于这些问题的存在，区块包含生意越多，其在网络中传达和验证的速度就越慢，这就极大约束了区块链的TPS。BBP要完结的就是通过消除区块中的生意数量对于传达时间的约束以及削减区块验证时间来前进TPS。
详细而言，BBP技术只在节点之间传输区块头，各节点对新区块的生意进行猜测和提早打包、提早验证，这样区块在传达进程中对新区块的验证就仅仅将预先核算的全局情况和嵌入在区块头中的全局情况进行一个简略的比较承认即可。因此，不论每个区块中的生意量有多大，其传达时间和验证时间都仅仅一个区块头的时间（固定的），不再遭到生意数量的约束，每个区块也能容纳下恣意多数量的生意。一同，BBP技术利用了除出块节点外，其他节点也在进行出块核算的原理，将区块传达和区块验证从串行联系转向并行联系。于是，BBP从根底协议规划上来消除区块中生意数量对于传达时间的约束以及削减区块验证时间，彻彻底底地前进TPS，开释区块链的功用。
（传统区块链中生意传达、验证和BBP中的生意传达、验证方案比较）
BBP功用扩展突进但应战犹存
不过，要完结上述技术政策也并不容易，要一同兼顾许多方面的考虑和处理若干技术应战：
1、怎样保证在预打包一个区块体前，全部节点的猜测都是大致相同的。由于去中心化的区块链节点之间没有假定信赖（presumed-trust），因此原则上节点能够依据自己的喜爱选择生意并将其封存在区块中。在以太坊中，节点通常会选择生意后将其排序并打包到区块中，使GAS收益抵达最大化。为了使涣散的去信赖节点做出的决议方案抵达一起，新方案有必要要能起到鼓舞节点的作用，通过遵照一起的规则预先打包简直彻底相同的区块体。
2、假设节点猜测的生意略有不同，又该怎样协调成一起。由于区块链是在去中心化的P2P网络上运转的，因此不同节点上的生意很或许是不同的。因此，即便全部节点都遵照相同的规则来选择生意并预先打包成区块体，这些区块体也或许是不同的。值得注意的是，在以太坊中，区块体中单个生意的差异或是打包次第的差异都或许导致区块头中验证摘要信息的不同。当节点选择的生意以及排序略有不一同，一旦在区块抵达时需要从头排序并从头验证全部的生意，BBP就会失效。因此，新方案要能在新区块抵达之前就能使不同节点做出的生意猜测抵达一起。
3、怎样在预验证进程中处理一些尚未得到的信息。由于在新区块抵达之前，用于验证区块的一些信息或许还无法知晓，因此区块就无法实行完好的预验证。例如，某些生意或许会触及到与矿工相关的Coinbase地址，但在每个节点的预验证进程中却无法事先知道哪些矿工终究会成功。因此，为了能够保证整个流程的一起性而且使TPS最高效，BBP的预验证进程还有必要要能处理此类生意中发生的难题。
BBP技术的提出者对怎样处理上述技术问题给出了其时的方案（详细可详见论文：https://arxiv.org/abs/2204.08769），并在大规模区块链网络上对BBP进行了实验。效果表明，BBP的区块全网传达时间比以太坊（在能够支撑最大生意数量时）削减了4倍。
结语：其时，区块链网络中的区块传达与验证时间约束了TPS功用。此外，由于许多前进TPS的处理方案是以降低安全性为价值，因此怎样在TPS和安全性之间做出平衡也是急需处理的一大难题。与以太坊上的协议比较，带有预验证机制的隐形区块传达（BBP）能够在不影响安全性的情况下，将区块传达速度前进。更重要的是，BBP的区块传达时间简直与区块中的生意数量无关。因此，TPS将不再遭到区块传达的约束。实际上，在实施BBP时，相当于只插入了一个预打包的区块体模块和一个预验证模块作为对生意池的扩展，因此BBP与其它底层和上层的区块链技术是彻底兼容的。终究，实验效果也证实了BBP在TPS的扩展性方面具有相当杰出的功用。因此，我们对于BBP在实在区块链系统中的表现抱有极大的期待。
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