æternity 的 Bitcoin-NG 技术实现介绍

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今晚，AE正式发表了这篇关于跨时代技术意义的文章。 如果你不读它简述比特币交易过程，你会后悔的。

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“分布式 Excel 电子表格”

这是 Grumpy Old Geeks 播客的主持人曾经解释过的关于区块链的内容，这很有趣，因为它（有点）是真的。 我们将详细介绍这个“分布式 Excel 电子表格”的工作原理。

将区块链视为形成网络的一大堆分布式计算机。 为了让这个网络为我们工作，我们需要确保其中的每个参与者都收到相同的“电子表格”。 想出一种算法来在分布式网络中实现这种级别的同步是经典的老式计算机科学问题之一，也是最难的问题之一。 它首次出现在 70 年代，当时分布式系统刚刚起步。 世界上一些最伟大的计算机科学家和数学家正在研究这个问题。 他们的计划？ 共识算法。 这个想法最初是在 80 年代构思出来的，但花了几十年的时间才发展起来。 然后，在 00 年代，它立即被集成到各种分布式和云计算网络中。

类似的共识算法，增强了解决密码难题的能力，可以在所有区块链的核心找到。 正是这种机制允许安全地更新区块链网络的状态。 它跟踪并记录所有参与者之间的所有交易。 相同的“电子表格”在整个区块链中分发给每个参与者，然后进行验证。 在这一点上，你可能在想“好吧，这听起来很简单。如果共识算法自 80 年代以来就已经存在，为什么我们要等这么久才发明区块链？

不幸的是，经典的共识算法设置与区块链不兼容。 它只有在我们知道分布式网络中的所有参与者时才有效。 然而，使用区块链，我们可以动态部署不受信任的角色/主持人。 他们不仅不可信任，其中一些甚至可能是彻头彻尾的恶意。 我们不知道他们的议程； 他们可以通过引入新信息或向一台主机广播虚假信息并向另一台主机更正信息来欺骗我们。 中本聪在共识算法中加入密码学解谜的想法是一种革命性的解决方案，让我们得以发挥区块链的实用性。 当区块链上的所有参与者都在解决相同的密码难题时，拜占庭威胁 ( ) 不是问题。 这被称为工作量证明 (PoW) 共识算法。

然而，尽管有优势，PoW 也有一个主要弱点。 在中本聪最初的协议中，以最快的速度解决密码难题的参与者成为赢家，并被授予确认区块链上发生的一组交易的工作。 这个过程称为 SHA-256 哈希，要求获胜的矿工在提议用新区块扩展区块链之前确认整个数据块。 最后，每个参与者都会收到一个新块，验证自己并使用最新的交易列表更新他们的“Excel 电子表格”。 这就是在比特币和其他 PoW 区块链中验证交易的方式。 这是一个安全但乏味的过程，平均需要 10 分钟，这远非理想。 实际上，这种延迟严重限制了区块链的实际扩展。

如果我们想在不久的将来看到任何有意义的大规模采用，我们需要在区块链上进行更快的交易和验证。这就是 Bitcoin-NG 共识算法的用武之地

顾名思义（NG 代表下一代），这是经过验证的比特币共识协议的更新版本。 Bitcoin NG 是一种通用机制，可应用于工作量证明和权益证明 (PoS) 区块链。 例如，Waves 就是 PoS + NG。

应用于æternity，Bitcoin-NG 继承了比特币 PoW 模型的所有安全保证，但它是反向构建链（“电子表格”）本身的方法。

Bitcoin-NG 不是用包含过去事件（交易）的区块构建它，而是允许由临时领导者生成微区块，该领导者几乎立即验证/签署传入交易。

在旧的 Nakamoto 共识模型中，我们有一个内存池，所有交易都在等待矿工接收它们。 Bitcoin-NG 也将数据发送到内存池，但领导者会立即收集数据并将其打包成微块，然后立即发送。 整个操作只需要几秒钟，不像 Nakamoto 的比特币核心模型，交易进入内存池并可能在那里停留很长时间，然后矿工将其捡起并将其包含在他们正在构建的区块中（由于交易费用低） ，例如）。

Bitcoin-NG 被证明是有效的，它是稳定的，我们刚刚在 æternity 中实现了它。

快速、安全和去中心化——你只能二选一？

不同类型的区块链协议在性能上总是不同的。 Bitcoin Core 目前是 tps 4（每秒交易数）。 更“先进”的区块链声称每秒可以实现数千甚至数百万笔交易。

Bitcoin-NG 实现了更现实的数字，大约 100+ tps。 虽然这确实比 EOS 或 Zilliqa 慢了几个数量级，但速度并不是一切。 与这些示例不同，Bitcoin-NG 允许区块链保持去中心化。 我们不要忘记：

真正的去中心化是一个公链（public chain）必须具备的最重要的东西。

这就是保证整个系统安全的原因。 更重要的是，æternity 使用状态通道等额外机制，在不影响其安全性和区块链安全性的情况下，极大地增强交易和 æpps 的连续实时性能和可扩展性。

Bitcoin-NG 已通过 Erlang 实现到 æternity 的测试网中，Erlang 是一种函数式编程语言，可以证明是开发区块链的完美选择。 Erlang 与其他区块链编码语言的不同之处在于，Erlang 是为可扩展的全球网络而设计的。 这就是它几十年来在分布式系统中运行良好的原因。

目前简述比特币交易过程，大约 90% 的互联网流量通过 Erlang 控制的节点。 基本上：erlang 为互联网提供动力。 #CodeBEAMSTO — @guieevc

Erlang 由瑞典跨国网络和电信公司 Ericsson 在 1990 年代创立，最初用于他们的通信软件，此后得到广泛使用。 事实上，如果你了解 WhatsApp，他们也会在后端使用 Erlang。

是的，他们关于区块链的看法是正确的——你不能让它们同时快速、安全和去中心化。 你将永远被迫从 3 中选择 2。在可预见的未来，它会保持这种状态吗？ 如果我们出手，三者可以并存。

已经开发出 æternity 协议和 æpps 来解决这个问题。 它独特地结合了链上扩展（由于 Bitcoin-NG）和链下扩展（通过状态通道）。

æternity 旨在拥有业内最强大的区块链平台之一，具有非常可靠的链上和链下性能，同时仍然保持去中心化。

在某种程度上，æternity 旨在实现看似不可能的事情：可扩展、去中心化的链上性能，允许快速、廉价地访问链下状态通道，进一步提高可扩展性。

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