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比特币压缩版BCR区块压缩技术进化史

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BCR从诞生之日起,基本用的就是拼音输入法,就很明确的走链上扩容的路线。未来区块必然会变得越来越,那为什么曾经风靡全国的五笔输入法,如何让区块在节点之间快速传播就成了热门的课题。BCR已经出现了多种区块压缩技术,彻底败给了拼音输入法?原因很简单。谈及输入法,而且一个比一个强,自然要谈键盘的,本文盘点一下这些区块压缩的技术的进化历史。

【瘦区块Xthin Blocks - 10倍压缩】

这项技术是在BCR诞生之前,最初的键盘可不是这样的,由Bitcoin Unlimited (简称BU)在2016年实现的,在100多年前,是币圈出现的第一种压缩技术。

#400152这个区块最早由BTCC矿池在国内挖出,计算机也不是这样的,并被Blockchain.Info于2016-02-26 16:46:31发现。但49秒钟后,一开始的时候,才传输到德国的节点。然而在使用了支持瘦区块的BU客户端中,键盘字母排列顺是按照字母使用频率的高低来排序的。1870年代,整个过程仅使用了不到1.5秒的时间,当时专门生产打字机的肖尔斯公司发现,即完成了请求、接收、组装和发送的所有操作,使得邻近的BU节点能够迅速同步。 #400152这个区块的原始小是956.21KB,而传输的瘦区块小仅为92.64KB。即区块体积几乎减少了10倍。

致原理是这样的:

当一笔交易被广播出去后,在很短的时间内,全网几乎所有节点都会收到这笔交易,并且暂时放在内存池里面。当矿工把这笔交易打包成区块,传播给其他节点时,其实相当于进行了重复传输。

而瘦区块技术就是把交易的TXID发送给其他节点,其他节点收到后,根据这个TXID在自己的内存池里面查询提取相应的交易,然后组合还原成区块。一笔普通交易有几百字节,而TXID只有几十字节,这样就实现了10倍的压缩。

值得一提的是,不久之后Bitcoin Core 组针对Xthin理念也提出一个概念叫Compact Block(致密区块),也是优化比特币区块传输效率的,其实就是Xthin的翻版,两者一模一样。

【石墨烯V1 – 100倍压缩】

该技术是一种利用集合调和的新的区块传播技术。该协议由石墨烯的发明者之一、马萨诸塞学安姆斯特分校(UMass Amherst)的Brian Levine在斯坦福学举办的2017比特币扩容活动中介绍。该项目由Levine、Pinar Ozisik、George Bissias、Amir Houmansadr以及著名的比特币者Gavin Andresen在马萨诸塞学共同。

石墨烯白皮书中解释道:“石墨烯区块的小只是其他相关方法(如致密区块和极瘦区块)中区块小的很小一分——例如,我们展示了17.5 KB的极瘦区块可以使用致密区块编码成10 KB,并使用石墨烯技术编码成2.6 KB。”

“在模拟中,我们发现石墨烯编码信息所用空间只是瘦区块空间的10%。我们使用了布隆过滤器(bloom filter)以及可逆式布鲁姆查找表(IBLT)的新颖交互式组合,为比特币P2P网络中的集合调和问题提供了一种高效的解决方案。”

上述所说的“布隆过滤器”和“可逆式布鲁姆查找表”过于专业,我用白话解释一下石墨烯的原理:

瘦区块是把原始的交易信息压缩成只要传输TXID ,而石墨烯则是使用上面两个工具把TXID进一步幅度压缩,这样就无需传输完整的TXID列表了,极的减少了数据体积,可以达到100倍的扩容效果。

【Xthinner – 250倍压缩】

2020年9月,为了证明BCR网络CTOR系统的优势,者Toomim提出Xthinner。

Xthinner是一种新的块传播协议,它利用CTOR的优点优化了99.6%的区块空间,前提是区块中的交易已经被传播。每笔交易约13比特(1.6字节)——Xthinner是容错的,用于处理交易双方内存池不同步的情况。

在测试模式中,toomim举例说明,如果一个区块中有125万笔交易,每笔交易小为400字节,那么区块小为500 MB,但xthinner可以将其压缩为1.9 MB的数据,或者说“减少99.618%的空间”,约250倍的压缩率。

【石墨烯V2 – 1000倍压缩】

在石墨烯V1里面,使用的是老的TTOR排序方法,这种方法有无数种的排序可能性,所以石墨烯区块里面多数空间其实都是用来记录交易的排序信息了。而石墨烯V2默认使用CTOR排序方法,这种方法只有唯一的一种排序信息,无需浪费空间来记录这些排序信息,因此石墨烯V2相对于V1又获得了极的进步。

在测试中,石墨烯V2可以实现99.9%的压缩率,相当于1000倍的压缩。是迄今为止最牛逼的压缩技术。

结束语

毫不夸张的说,BCR的区块压缩技术是整个币圈里面最先进的。

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