科普園地22 | 區塊鏈的衍生技術：擴容_比特幣:雷電網絡

在區塊鏈領域，對于“擴容”一直是爭議不斷的。為什么要有“擴容”這個事情呢？這是因為，比特幣的區塊容量太小，導致比特幣系統處理交易速度過慢。于是，比特幣社區提出一種設想：通過擴展比特幣區塊容量這種方式來提升比特幣處理交易的速度......后來，以太坊也提出了一些擴容手段。下面我們將用通俗的語言，為大家介紹一下“擴容”的兩種主要方式：鏈上擴容和鏈下擴容，以及其中具體的技術手段。一、鏈上擴容：隔離見證、分片鏈上擴容意味著要直接在區塊鏈主鏈系統上動手術，去修改區塊鏈主鏈系統的基礎規則、區塊大小、共識機制等等，以此來擴大區塊容量。說白了，就是把主鏈這個系統的道路修的更寬一點。鏈上擴容的主要方式有兩種方式：隔離見證和分片技術，下面我們分別介紹一下。隔離見證隔離見證是對于比特幣來講的，它可以看作是比特幣系統的一次重要升級，這次升級涉及到比特幣共識規則和網絡協議，相當于在比特幣系統上“動刀子”，所以我們說，隔離見證屬于鏈上擴容。隔離見證是如何實現鏈上擴容的呢？我們還需要從比特幣的交易驗證說起。在隔離見證提出之前，比特幣的交易驗證主要依賴兩部分數據：一部分是交易狀態，簡單來講就是誰給誰轉多少錢；另一部分是見證數據，簡單來講就是證明這次交易是真實合法的。隔離見證，就相當于把這部分“見證數據”從基本結構里拿出來，放在一個新的數據結構當中，但卻不破壞數據的完整性。我們舉一個通俗的例子，假如你有10本書，你把每本書橫著放在桌子在，那么可能放完這10本書，你的桌子就被鋪滿了；但是你把每本書立著放，那么你的桌子還會有很多的空余空間，而書還是那十本書，沒有多也沒有少。這就是隔離見證，簡而言之就是：通過改變區塊數據結構來釋放區塊容量。分片分片技術是以太坊率先提出來的。分片是一種基于數據庫分成若干片段的傳統概念擴容技術，它將數據庫分割成多個碎片，并將這些碎片放置在不同的服務器上。這就意味著，在區塊鏈底層公鏈的系統內，網絡上的交易將被分成不同的碎片，我們可以理解成“分組”。這樣一來，一筆交易就不必發動全網所有節點都去處理，只要讓網絡中的一部分節點處理就好了。基于分片技術，將網絡分割為碎片會使得更多的交易同時被處理和驗證，而且，隨著網絡的增長，區塊鏈處理越來越多的交易將成為可能。大概的意思就是：如果有一個很大的倉庫，里面放了很多貨物，但是這個倉庫只有一個出入口，所以在取貨存貨的時候，效率就會低很多。但是如果把這個大倉庫改用成10個較小的倉庫，那么同時存貨取貨的效率就會高10倍。這個過程就相當于分片。簡而言之就是：通過分而治之，提升處理交易效率。二、鏈下擴容：閃電網絡、雷電網絡鏈下擴容意味著不需要修改比特幣區塊鏈系統的代碼就能夠提升交易速度。采用鏈下擴容，交易都在鏈下處理，根本不需要對比特幣區塊鏈系統做什么大的改動，因為我們壓根兒就不走這條路。鏈下擴容主要有兩種方式：閃電網絡和雷電網絡。其實二者的原理差不多，只不過，二者最主要的不同就是：閃電網絡針對的是比特幣鏈下擴容，而雷電網絡針對的是以太坊鏈下擴容。下面我們分別介紹一下。閃電網絡“閃電網絡”是針對比特幣處理交易速度過慢提出的一種“鏈下擴容”對策。閃電網絡通過引入支付通道手段來實現比特幣快速轉賬。這個“支付通道”相當于在比特幣系統的主網之外，再構建一個點對點的網絡，不過，為了保證信任，兩個人在建立支付通道之前需要先抵押一部分資產。這樣一來，小額交易都放在鏈下這個“支付通道”來處理，不僅省去了鏈上處理交易的手續費，還節省了處理時間，因為在鏈下處理交易，根本不需要占用區塊內存，也不需要共識機制來記賬。所以，閃電網絡的原理，我們可以理解為：先把一些資金匯集在一起，建立支付通道，然后按照事先約定的方式，把資金池里面的所有權進行承諾轉讓。如果兩個人頻繁交易，就一直保持這個狀態，如果兩個人決定停止交易，就關閉支付通道，結算清楚，這一步才會被記錄到主鏈上。所以，閃電網絡，總結來講，就是：不是每做一次交易就要走一次區塊鏈網絡，而是經過了好幾次交易之后，才走一次區塊鏈網絡。這樣一來，就能夠“擺脫”區塊鏈的束縛，極大提升交易速度，實現閃電般的處理速度。這個原理就相當于我們日常生活中打撲克、打麻將，我們不是每一局都結算一下誰贏誰輸，而是先把錢壓在桌子上證明我有錢我輸得起，然后打好幾局之后，再一起結算輸贏。雷電網絡再說說雷電網絡。雷電網絡和閃電網絡的原理幾乎是一樣的，只不過，雷電網絡是以太坊提出的鏈下擴容方式。雷電網絡也需要建立支付通道，在建立支付通道之前也需要做資產抵押生成余額證明，來證明我有錢我輸得起，這一步就好比打撲克時候在桌子上先押一些錢。之后，在交易雙方都持有余額證明的情況下，雙方可通過支付通道在鏈下進行無限制次數的轉賬。只有在完成鏈下交易，需要將資產轉回鏈上時，才會在以太坊主鏈上登記主鏈賬戶的余額變化信息，而這期間不管發生多少次交易，在主鏈上是不會有記錄的。總結一下，今天我們為大家介紹了區塊鏈的衍生技術——擴容，擴容分成鏈上擴容和鏈下擴容，從這個角度上講，隔離見證和分片屬于鏈上擴容，而閃電網絡和雷電網絡則屬于鏈下擴容；而如果從幣種的角度來講，隔離見證和閃電網絡屬于比特幣的擴容方式，而分片和雷電網絡則屬于以太坊的擴容方式。

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

動態 | 幣安科普MimbleWimble算法:幣安官方推特今日發布隱私算法Mimblewimble的科普貼，在下方留言區大量網友留言猜測是否是基于 Mimblewimble算法的隱私幣Grin或者Beam即將登陸幣安交易所，其中猜測Grin的呼聲更高。[2019/9/2]

動態 | 美國演說家Anthony Robbins開始科普什么是比特幣:美國演說家安東尼·羅賓（Anthony Robbins）在自己的網站上發布了一篇比特幣的科普文章，并在推特上向自己的粉絲介紹什么是比特幣，目前他的推特賬戶共有粉絲304萬人。[2019/1/1]

金色財經獨家分析 監管機構、媒體、業界提示詐騙風險 區塊鏈科普道阻且長:新華社今日發文表示，近來“區塊鏈”類詐騙案件頻發，不法分子以“投資虛擬貨幣周期短、收益高、風險低”為借口，騙取用戶信任并誘使其轉賬進行投資。無獨有偶，同日消息，騰訊手機管家安全專家也提醒此類風險，并從技術上提出防騙建議。在美國，監管機構警示加密貨幣欺詐現象普遍承諾高收益而不披露潛在風險。金色財經獨家分析，不法分子假借新技術之名進行詐騙，一方面是抓住民眾趨利的心理，一方面反映出區塊鏈科普的欠缺。區塊鏈是新興科技和底層技術并有改變社會生產關系的潛力，應該進行系統性的科普教育，當前，部分大學已經開始設置了區塊鏈課程，但對于普通民眾仍然有科普的需求，人們應該了解到系統和正確的知識，不僅要了解區塊鏈的好，也要明確局限和弊端，以在高收益的誘惑下，保持清醒客觀。[2018/4/11]

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