RapidChain:全分片技术提升区块链性能与可扩展性

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RapidChain: Scaling Blockchain via Full Sharding 是一篇由 Mahdi Zamani、Mahnush Movahedi 和 Mariana Raykova 合著的研究论文,发表于 dl.acm.org。本文旨在探讨如何通过全分片(full sharding)技术来解决当前区块链协议在性能和可扩展性方面的局限性。区块链技术的核心挑战在于处理大量交易时的性能瓶颈和存储需求,传统的单链设计往往限制了系统的扩展性,因为它将所有节点的工作负载集中在单一网络中。 全分片的核心思想是将交易处理的负担分散到多个较小的节点组(或称为“分片”)中。这些分片并行工作,从而极大地提高了处理效率。然而,目前基于分片的区块链协议存在一个关键问题:每笔交易仍需要线性的通信量,即与参与者的数量成正比。这导致了即使使用了分片技术,系统在可扩展性上也仅能达到部分潜力,因为通信开销仍然是制约因素。 论文作者指出,这种线性依赖限制了交易吞吐量和延迟的提升,使得分片的优势未能充分发挥。此外,现有的分片区块链协议在安全方面也有待改进。它们要么具有较低的容错能力,例如只能容忍1/8或1/4的节点故障,这意味着对网络的稳定性有较高要求;要么依赖于强有力的假设,如信任设置,这些假设在实际应用中可能难以实现。 为了克服这些问题,RapidChain提出了一个全新的架构,旨在减少每笔交易的通信需求,同时提供更强的安全保障。这可能包括采用更有效的共识机制、提高分片间的协调效率,以及设计能够抵抗恶意攻击的分片策略。通过这些改进,RapidChain的目标是打破现有协议的瓶颈,为区块链技术开辟一条通向更高性能和更大规模网络的道路。 RapidChain的研究提供了一种潜在的解决方案,旨在通过优化分片技术,降低每个节点的计算、通信和存储负担,同时增强系统的安全性,以推动区块链技术迈入一个新的发展阶段。这篇论文对于理解区块链可扩展性和安全性之间的平衡,以及如何设计未来的分布式账本系统具有重要意义。
2021-03-10 上传