行業(yè)合作伙伴，財(cái)團(tuán)和供應(yīng)商一直在努力通過(guò)擴(kuò)展基于區(qū)塊鏈的加密貨幣交易來(lái)解決規(guī)模和效率方面的問(wèn)題。

如果成功，數(shù)字貨幣可以與傳統(tǒng)銀行競(jìng)爭(zhēng)，甚至使信用卡過(guò)時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)人的銀行帳戶(hù)和信用將與他們（而非銀行）將控制的公私鑰基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)聯(lián)。

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盡管越來(lái)越多地采用和使用加密貨幣，但是使用區(qū)塊鏈進(jìn)行大規(guī)?？焖僦Ц兜哪芰θ匀皇且粋€(gè)挑戰(zhàn)。為此，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員開(kāi)發(fā)了一種稱(chēng)為“蜘蛛（Spider）”的更有效的交易路由方案，他們說(shuō)該方案可以將加密貨幣的轉(zhuǎn)移速度提高四倍。研究人員計(jì)劃在2月下旬舉行的USENIX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研討會(huì)上介紹有關(guān)該技術(shù)的更多詳細(xì)信息。

當(dāng)前的加密貨幣網(wǎng)絡(luò)每個(gè)區(qū)塊僅允許存儲(chǔ)少量數(shù)據(jù)，并且需要幾分鐘來(lái)處理每個(gè)交易。例如，比特幣賬本的平均吞吐量為每秒3.3至7筆交易（TPS），而以太坊也僅達(dá)到10至30 TPS。相比之下，Visa的網(wǎng)絡(luò)平均每秒處理約1，700筆交易（TPS）-高峰負(fù)載時(shí)甚至更多。

盡管因?yàn)榭梢詫?shí)時(shí)看到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分布式賬本技術(shù)中的交易而被視為是開(kāi)放的和高效的 ，但區(qū)塊鏈性能問(wèn)題是真實(shí)存在的。那是因?yàn)閰^(qū)塊鏈上的每個(gè)條目都需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行處理或達(dá)成共識(shí)。

通過(guò)區(qū)塊鏈之外進(jìn)行交易（稱(chēng)為“第2層”拓?fù)洌梢赃M(jìn)行雙向處理，繞過(guò)分布式分類(lèi)帳的低效率，同時(shí)仍使用其不可變屬性以透明方式記錄完成的交易。

盡管出現(xiàn)了可擴(kuò)展的雙向支付通道網(wǎng)絡(luò)（PCN），例如閃電網(wǎng)絡(luò)Lightning Network和雷電網(wǎng)絡(luò)Raiden Network，但在PCN上完成支付仍然具有挑戰(zhàn)性。雙向PCN仍然面臨“通道飽和”，因?yàn)榭刂扑鼈兊闹悄芎霞s腳本會(huì)自動(dòng)沿最短路徑路由交易。結(jié)果？一些代管賬戶(hù)比其他代管賬戶(hù)更快地耗盡。

由于當(dāng)前效率低下的路由方案經(jīng)常耗盡用戶(hù)的帳戶(hù)余額，因此用戶(hù)必須在每個(gè)帳戶(hù)中保留大量資金，或經(jīng)常在區(qū)塊鏈上重新平衡其帳戶(hù)。

PCN嚴(yán)重依賴(lài)雙向聯(lián)名帳戶(hù)（雙方都可以接收和匯款），因此資金可以在任何用戶(hù)之間轉(zhuǎn)賬。研究人員稱(chēng)，用戶(hù)B可以與用戶(hù)A擁有一個(gè)聯(lián)名賬戶(hù)，同時(shí)也可以分別鏈接到用戶(hù)C。用戶(hù)A和C并不直接相連，但是用戶(hù)A可以通過(guò)A-B和B-C聯(lián)名賬戶(hù)向用戶(hù)C匯款。

麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）的一位研究生Vibhaalakshmi Sivaraman在一份聲明中說(shuō)：

“最短路徑的路由可能會(huì)導(dǎo)致帳戶(hù)之間的不平衡，從而耗盡主要的支付通道并使系統(tǒng)癱瘓。以平衡每個(gè)聯(lián)名帳戶(hù)的兩個(gè)用戶(hù)資金的方式分配資金，使我們能夠重復(fù)使用相同的初始資金來(lái)支持盡可能多的交易。”

研究人員還采用了一種監(jiān)視數(shù)據(jù)中心擁塞的算法，以識(shí)別擁塞帳戶(hù)的排隊(duì)延遲，從而有助于控制交易速率。

“例如用戶(hù)A通過(guò)排長(zhǎng)隊(duì)的用戶(hù)B向用戶(hù)C匯款。接收方C向發(fā)送方A發(fā)送付款確認(rèn)，并向發(fā)送方A發(fā)送一則信息，代表交易在用戶(hù)B上的等待時(shí)間?！毖芯咳藛T說(shuō)。 “如果太長(zhǎng)，用戶(hù)A通過(guò)用戶(hù)B路由較少的交易。隨著排隊(duì)時(shí)間的減少，帳戶(hù)A通過(guò)B路由更多的交易。通過(guò)這種方式，僅通過(guò)監(jiān)視隊(duì)列，Spider就能確保交易速率為既平衡又盡可能迅速?！?/p>

Spider拓?fù)湓试S加密貨幣網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)在與網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的每個(gè)帳戶(hù)中僅投資一小部分資金，并在鏈上重新平衡之前可以處理大約四倍的“鏈下”交易量。

Spider路由方案“打包”交易，并使用多路徑傳輸協(xié)議在PCN中實(shí)現(xiàn)高吞吐量路由。研究人員在研究論文中說(shuō)，數(shù)據(jù)包化使Spider能夠隨著時(shí)間的流逝在低容量支付通道上甚至完成大筆交易，而多路徑擁塞控制協(xié)議則確保了通道的均衡使用和跨流量的公平性。

研究人員說(shuō)，最終，PCN的路由越平衡，所需的容量就越小，也就是說(shuō)，所有聯(lián)名帳戶(hù)的總資金量就越高。

“麻省理工學(xué)院研究人員的網(wǎng)絡(luò)性能改進(jìn)技術(shù)類(lèi)似于電信系統(tǒng)中常用的分組交換和許多系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)管理解決方案所使用的隊(duì)列管理，以減輕數(shù)據(jù)中心和其他數(shù)據(jù)聚合點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)擁塞和流量，”Gartner研究部副總裁 Avivah Litan。

通過(guò)廣泛的模擬，研究人員表示，他們證明了Spider使用傳統(tǒng)路由方案所需資金的25%就處理了所有交易的95%。

研究人員說(shuō)：“而且，每路由10，000筆交易，就只需要一筆鏈上交易即可實(shí)現(xiàn)不平衡需求下的全部吞吐量?！?/p>

Litan說(shuō)：

“麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員正在將通常用于提高網(wǎng)絡(luò)性能的現(xiàn)有技術(shù)巧妙地應(yīng)用于區(qū)塊鏈通道解決方案，該解決方案旨在減輕主網(wǎng)交易量和隨后的性能瓶頸。麻省理工學(xué)院不乏聰明的數(shù)學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家，因此他們?yōu)閰^(qū)塊鏈交易開(kāi)發(fā)這種創(chuàng)新的解決方案也就不足為奇了。”