比特币的缺陷以及改进

内容

• Bitcoin 的缺陷与 BIP
• POS、交易时间、吞吐量
• POW 中的共识算法
• 侧链
• 匿名与安全
• 数字资产、智能合约与 Token

Bitcoin 的缺陷

• 交易确认时间长，吞吐量低

• Pow 挖矿浪费计算资源

• ASIC 矿机普通民众参与度低，算力集中（矿池）

• 不完全匿名

• 无法存储太多数字资产

• 不支持复杂的脚本信息

• 缩短交易确认时间的方法

  • 缩短平均产生区块的时间（Litecoin, Ethereum）
  • 中心化服务 （coinbase.com）
  • 信任地址多重签名（第三方）
  • 开放交易和联合服务器
  • POS 与 DPOS
  • Segwit 与 闪电网络

共识算法

• 共识算法 Scrypt (莱特币)

  • 基于密码的秘钥分散函数，通常为计算密集型
  • 不注重效率，验证时，需要重新计算验证
  • 需要大量内存，限制并行暴力破解
  • 由算法生成的伪随机位串的大向量消耗内存
  • 内存和运算时间的折中

• 共识算法 X11（11 轮哈希）/Quark

  • 采用多轮哈希，更为安全
  • 内存需要进一步提高

• EtHash (Ethereum) & Equihash (ZCash) (POW 算法)

  • 算法几乎消耗了所有的内存访问带宽
  • 对 GPU 友好而不是CPU
  • 轻量级客户端可快速验证一轮挖掘
  • 使用轻量客户端运行算法应该比完整客户端慢得多，以至于用轻量客户端挖矿不可行

• EtHash 的实现

  • 存在一个种子，可以通过扫描每一个区块头直到计算出来
  • 从种子中，可以计算一个 16 MB 的伪随机缓存，轻客户端存储该缓存
  • 从缓冲中，我们可以生成一个 1 GB 的数据集，其属性是数据集中的每个项仅依赖于缓存中的少量项目。完整的客户和矿工存储数据集。数据集随着时间线性增长。
  • 挖掘涉及到抓取数据集的随机切片并将它们混合在一起。通过使用缓存重新生成所需数据集的特定片段，令仅保存缓存的、低内存的轻客户端完成验证。

链间互操作

• 起因

  • 竞争币
  • 数字资产的转移

• 三种方式： 公证人、中继、哈希锁定

• 侧链与双向锚定

• 对于比特币中，匿名性不够，

  • 可以采用环形签名

• 指令集扩展

  • Bitcoin 指令集： https://en.bitcoin.it/wiki/Script
  • Etherem 指令集：
    https://ethereum.stackexchange.com/questions/119/what-opcodes-are-available-for-the-ethereum-evm