CZZ在5G时代中的应用



  • 2017年的牛市表明,如果比特币被大量采用,比特币和以太坊都无法处理大量交易。每秒事务(tps)需要至少提高100倍才能处理日常事务量。一些竞争者提议采用其他协商一致的机制,比如授权股权证明(DPoS)——最引人注目的是EOS和TRON。他们确实获得了更高的tps值,但这是以权力下放和安全为代价的。在这篇白皮书中,我们将研究另一个维度——节点通信模型,它可能在tps中达到100倍,而不会牺牲任何去中心化。事实上,CZZ区块链将比迄今为止包括比特币和以太坊在内的任何公链都更加分散和安全。

    “区块链网络”是一组同意按照预先确定的一致意见更新其链的节点。链在每个节点上局部存在的状态称为视图。如果任何人可以在任何时候加入或离开,网络就被称为“无许可”。在加入网络时,没有中央权威机构来决定哪个节点是首选节点。由于每个节点只看到它们的本地视图,由于网络延迟,对于最近的块,节点之间的视图可能不同。因此,整个网络将在异步状态,一致性只发生在上次Λ块之前,这里Λ是一个自然数。

    下面我们引入“一致性”和“活性”这两个概念。

    令 view(chain(t),i) 表示链在时间t的view,从节点i。我们说网络是“一致”,如果存在λ> 0,t独立,这样view(chain(t−λ),i)是一个对i是一个常数函数。

    令 TX (t, j)是有效的事务在时间t提交给一个诚实的节点 j。我们说网络有“活性”如果存在ω> 0,t独立,这样TX (t, i)⊆view(chain(t +ω),i)为所有诚实节点i。

    上述安全要求的重要性压倒一切。那我们需要怎样做才能做到呢?通过增加挖矿难度 D 来“kill time”,给诚实节点足够多的同步时间。由于 D 需要很大才能保证一致性,我们看到了一个普遍的误解,即工作量证明中,哈希难算导致tps慢,确认时间长。事实上只要诚实节点可以完成同步,挖矿难度 D 可以变得任意小。

    今天所有主网项目所面临的难题是,它们不能在不牺牲安全性或某种分散化的情况下提高性能。然而,随着新的无线电频率和大规模MIMO的发展和波束形成,特别是5G移动网络的出现,我们可以预期在高带宽和低延迟的方向上有一个质的飞跃。对于5G网络,ITU-R定义了三种主要的使用场景:高级移动宽带(eMBB)、超可靠低延迟通信(URLLC)和大规模机器通信(mMTC)。5G网络实现的数据速率比目前的有线互联网高得多,比4G LTE快100倍,高达每秒10千兆比特(Gbits/s)。此外,与4G网络的30 - 70毫秒相比,网络的紧张程度要低得多,不到1毫秒(ms)。在这种情况下,可以提出具有高吞吐量、低延迟、不牺牲任何分散性的下一代区块链。

    以比特币为例,生成一个区块需要10分钟,每个区块最多包含6000笔交易,产生10个tps。在5G移动网络的数据速率下,我们可以安全地使块大小为8mb,块间隔为30s,吞吐量达到1600 tps。如果在 UTXO 交易中用 EC Schnorr 签名代替 ECDSA 签名,从而缩小每笔交易所占用的空间,吞吐量可达到 2500 tps。要知道,即便是 VISA 信用卡平均吞吐量也仅为2000 tps。CZZ 在此实现中,没有引入任何中心化元素,包括所谓的“超级节点”或拜占庭委员会。


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