Scaling Blockchains Without Giving up Decentralization and Security

论文：Scaling Blockchains Without Giving up Decentralization and Security

背景

“The block chain scalability trilemma”（不可能三角）--以太坊创始人Vitalik Buterin创造的术语，是指加密项目在决定如何优化其自身区块链的基础架构时必须进行的权衡。用简单的话来说，区块链系统可以以牺牲第三个属性为代价来最大化两个。因此，不同的区块链系统会根据特定的应用来进行权衡。

今天给大家解读一篇最新预发表的关于解决区块链不可能三角问题的理论研究论文——Scaling Blockchains Without Giving up Decentralization and Security，作者为：Gianmaria Del Monte等，原文地址：https://arxiv.org/pdf/2005.06665.pdf。论文介绍了一种新的区块链架构，在作者的研究证明下，这种架构能够随着区块链中的节点增加，区块链的性能同时也能得到扩展。因此，提高可扩展性的同时，也无需在安全性和去中心化上进行权衡取舍。

区块链的三角属性

• 去中心化。网络中的数据分布在不同的节点同时存储，因此，区块链系统具有抗审查性和民主性。这是区块链技术的核心和本质。
• 可扩展性。对于主流的公有链来说，它每秒必须能够处理数千笔交易。随着节点的增加，可扩展性成为挑战，因为所有节点上的分类必须同时更新。
• 安全。为了使区块链上的数据收到信任，应该保护数据不被泄露、丢失或者修改。区块链应该是不变的，并且能够抵抗黑客攻击（例如51%攻击、Sybil攻击、DDOS攻击等）。这是一个基本而必要的要求。

论文研究介绍

所有的区块链研究者都发现主流公有区块链的瓶颈——可扩展性，大量的文献努力提高一致性算法的可扩展性。比如分片网络，通过将整个网络划分为若干个较小的网络来提高性能，但这种分片导致网络节点比整个网络少，这种形式降低了去中心化和安全性，更有可能分片之间的消息切换也带来性能的挑战。

因此，该文论从理论上提出一种新的区块链架构，作者通过基于随机委员会的共识算法作为基础，不同的节点动态分担负载的两种方式依此来提高区块链的可扩展性。