哈希圖(hashgraph)的投票算法稱之為“虛擬投票”,該虛擬投票不要求發送額外信息,可虛擬計算出投票。從理論來看,哈希圖的吞吐量較大,它主要的限制來自帶寬。如帶寬良好,哈希圖系統理論上可以處理非常大的吞吐量。
在哈希圖(hashgraph)看來,如有快速的家庭互聯網連接,它有機會達到VISA網絡級別的全球交易性能。Hedera Hashgraph曾使用亞馬遜AWS的m4.4xlarge做過實例測試,測試其吞吐量(每秒100字節的交易)的情況,分別使用了1個、2個以及8個地區的計算機節點。在測試中,根據不同的情況,tps從不到50,000到最高500,000左右。而達成最終狀態的時間一般在11秒之內,最快的時間可達到0.04秒(當然,在實際運行中不太可能)。
這里涉及到了吞吐量、延遲、節點數和地理分布的權衡。對于分布在全球8個地區的32臺計算機,如要達到50,000tps,其達成最終性共識需要3秒。如果延遲控制在7秒以內(一般信用卡所要求的),且要達成200,000的tps,那么,使用分布在8個地區的32臺計算機,或分布在2個地區64臺計算機,1個地區的128臺計算機,都能到這一要求。最終的吞吐量不僅取決于分布式共識算法,也取決于網速、節點數等。
同時還要看到,這里主要是從交易共識和時間戳來看,還沒有包括處理交易的事件。如果每個交易需要數字簽名,這也需要算力來驗證每秒數十萬的數字簽名。此外,如果交易要“存儲千兆字節”文件,那么,這時候因為帶寬限制,也會極大的降低系統的速度。
總之,考慮到實際運行的環境,真實的tps會有所下降,但相對于區塊鏈tps不到100的情況,哈希圖有機會達到幾萬,甚至數十萬的tps,算是質的突破。
Hedera Hashgraph為了實現更好的性能,還采用了分片技術。分片技術會隨著Hedera Hashgraph網絡的增長而變得必要。分片可以實現不用每個節點處理每個交易。共識的達成可以并行處理。就像是收費站不再只有一個收費通道,而有多個收費通道。
分片之間相互信任,它允許多分片賬本作為一個整體實現異步的拜占庭容錯,可以防止雙重支付或其他非法狀態。每個分片都具有這些屬性,且它們之間的消息包含了各自分片的共識證明。節點會被隨機分組到不同分片。交易會以正常方式在個體分片中以共識順序放置。分片中的所有節點僅對源于該分片的交易共識有貢獻。分片之間的通信通過不同分片成員之間的消息交換實現。消息是通過推送來交換。每個分片都會記住從其他每個分片處理的最后一條消息的序列號。
Hedera Hashgraph的安全:ABFT、哈希加密及安全標準
分布式賬本在達成共識的同時,也要解決安全的問題,能夠防范雙花攻擊、DDoS攻擊、女巫攻擊等。
ABFT(異步拜占庭容錯)是共識算法最高的安全標準。Hedera Hashgraph平臺所用的哈希圖算法是ABFT的,也經過了嚴格的數學證明??▋然仿〈髮W的教授使用Coq完成了計算機檢驗的數學證明,證明Hedera Hashgraph平臺使用的哈希圖算法是ABFT的。這是值得關注的成果。
Hedera Hashgraph網絡任何人都可以參與運行節點,無法假定所有節點都是誠實的。如果有的節點有惡意,它可以進行DDoS攻擊、女巫攻擊等,可以通過延遲交易等方式來破壞共識的達成。
ABFT意味著什么?它意味著沒有任何單一的或小部分成員可以阻止最終共識的達成。因為Hedera Hashgraph網絡中誠實的節點可以保證就交易的時間和順序達成共識,甚至有約1/3的節點都是惡意節點也無法阻止共識的達成。
此外,拜占庭容錯(BFT)系統還能實現共識的最終性,這意味著一旦共識達成也不會被少數惡意成員篡改。每位成員相互都知道他們達成最終共識的那個點。
不過,拜占庭容錯也需要考慮實際的網絡運行。由于互聯網自身原因,如果沒有收到它期望的消息,誠實節點難以知道這到底是因為網絡丟失(誠實節點已發送)的原因,還是不誠實節點未發送消息的原因。
換句話說,網絡本身在傳遞信息方面存在不確定性,這對共識達成造成很大的挑戰,也由此對實現拜占庭容錯提出了挑戰。因此,有些共識算法在理論上算是BFT的,但在現實中可能會面臨問題,這些共識算法假設信息傳遞是及時的,但互聯網中存在僵尸網絡、DDoS攻擊、蠕蟲、防火墻、病毒等,現實和理論無法等同。
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