喵懂区块链21期|Monoxide：在突破不可能三角的边缘试探？

原创

2076 天前

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上集https://www.8btc.com/video/356186我们说到区块链不可能三角，那么现在是否存在可行性的解决方案呢？欸，今天我们就来聊一聊被国际网络系统顶级会议NSDI 2019收录的论文 “Monoxide”。

在上集中，我们已经讲到想要破解区块链不可能三角，第一件事情就是定义，在王嘉平博士《Monoxide原理详解: 突破区块链不可能三角的极简架构》https://www.8btc.com/article/355811文章当中，他在进入正题之前就给出了安全，性能和去中心三者的定义。

安全：以比特币为参考坐标，众所周知如果想要攻击比特币，就要掌握全网50%以上的算力，那么在Monoxide中，我们要保障这个安全壁垒不会显著降低！

性能或者叫伸缩性：用直观的数据说话，就落实到两个指标的提升：1.吞吐量，即我们经常说到的TPS---最高每秒处理多少笔交易 2.在同一状态下，全网交易状态存储的提升。

伸缩性的关键在于，允许你加一堆普通的服务器进去，联合工作，把性能顶上去。而不是像诸如比特币那样的单链系统，你矿机铺得再多，设备性能再好，10分钟还是只能出一个块!

去中心化：公链必须是permissionless系统，也就是说谁都可以参与进来，无需任何人批准。然后，作为网络的最基本的参与者，全节点，必须有个比较低的壁垒，至少要允许大家弄个还可以的笔记本，接上家里的宽带网就可以入网，监控链上的状态。当然，对于矿工，可以有比较高的要求，但是这里要保证的就是参与门槛一定要低。

说完工作目标，我们再来聊一聊Monoxide是如何完成以上KPI的！

Monoxide是一种异步、对等的多链架构，每条链（共识组）之间保持并行并且都独立工作，从前呢，在比特币单链架构当中，10分钟出一个块，在Monoxide架构当中，相同时间内，多条链同时并行出块，效率自然是噌噌噌up！

如果要成功实现这种模型，那么就归结到两个关键点（分别对应到安全和效率）：

1.Monoxide的账本被分成了多条链架构，假设有n条链（共识组），那么每个共识组的算力将是全网算力的1/n，这就意味着全网矿工的算力会变得分散，原来攻击全网需要51%的算力，现在攻击单个共识组就只需51/n %！这是绝对不被允许的，那么如何保证攻击单个共识组壁垒不明显降低则是第一个关键点。

2.既然账本被分成多条链（共识组），就意味着难免会出现跨链交易。事实上王嘉平博士在文章中表示“当共识组数量达到64的时候，跨链交易的比例已经超过了95% 。”于是，如何实现高效安全的跨共识组交易则成了第二大关键点！

我们一个个来解释一下：

第一，在多共识组的架构下，如何保证攻击单个共识组的攻击壁垒不明显降低？

在Monoxide的设计中，王嘉平教授引入了“连弩挖矿”的概念，诸葛连弩是一种可以连发数箭的兵器，而在Monoxide场景中，也十分形象：

在比特币的PoW挖矿中，矿工们需要进行哈希运算，寻找正确的nonce随机数，从而获取该区块的记账权；

而“连弩挖矿”的场景下，矿工可以同时参与多个编号连续的共识组，矿工只需要寻找出一个正确的nonce随机数，就可以获得参与的所有共识组的记账权。那么这是怎么实现的呢？

假设矿工喵参与了6个连续编号的共识组（比如序号2~7）挖矿，首先构造这6个区块的区块头哈希值merkle tree，merkle tree在我们讲挖矿https://www.8btc.com/article/355811的时候已经讲到过，我们再复习一遍，就是把区块头信息按顺序排排坐，两两配对进行哈希运算，直至得到一个最终的merkleroot（merkle 根）