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比特币遭受了几种可扩展性的问题,我们注意到其中以下几个问题。

6.1数据存储和通讯失败

比特币的顺利操作依赖于及时的交易传送和数据区块。预印本表明,核查者争用相同的报酬却有需要隐瞒做法的动机。然而,由于交易会尽可能快速和广泛传播用户们的数据,存储不仅仅是徒劳的,而且花费巨大。

6.2线性交易记录

如前所述,比特币钱包软件在安装中获取整个比特币数据区块,同时,所有新的交易和数据区块(据说)会传播到全部的节点。

比特币节点通过是否能接受密码来验证所有的数据区块和交易的真实性。显然,这种方法从长期来看,在网络带宽和计算开销与加密相关事务验证方面都引入了可扩展性问题。可扩展性问题也广泛存在与智能手机(带宽限制)、可计算能源以及电池供应上。

可扩展性问题可以用一个基于订阅的过滤服务来解决。回想一下,比特币节点大致可以分为两类:审核员和客户。审核员创造新的数据区块,并因此制造了新的货币。审核员大多有充足的计算节点和带宽资源,并通常使用台式电脑。相较而言,客户则是不积极铸造新币的比特币节点,智能手机就是一个例子。虽然审核员有接受交易的激励机制(获得交易费),但客户却并不关心。特别要指出的是,客户所需要花费比特币的是他们接受交易时用于支付公共密钥的。

比特币过滤服务。我们过滤服务是由第三方云服务商提供的,用于过滤比特币交易,且仅发送相关交易节点的注册服务。一个比特币客户端(例如用户的智能手机)可以发送一个加密功能过滤服务,允许过滤服务器来决定交易是否支付给一个或更多的公共密钥。

我们确认以下的安全性和可用性需求。

——分离能力。虽然用户可允许过滤服务来确定哪些事务是可支付的,但没有另一方能被允许链接到用户,多个公共密也不能链接到交易(即,没有过滤服务)。

——安全问题。过滤服务应该能够定期提升它的服务,这样的拟合或传输,以及显示功能均可以允许一个针对特定的用户的新识别交易,但不能用来链接用户过去的交易。

——合理的“错误正面”和低等的“错误负面”。“错误正面”是过滤服务错误地发送一个与用户无关的交易。“错误正面”浪费用户的带宽和计算能力,但用户可以在本地检测这样的交易。“错误负面”是过滤服务失败时给用户相关的交易。“错误负面”发生的概率应该是0。

6.3推迟交易确认

另一个相关的可延展性问题是延迟交易确认。在当前实现中,一个新的数据区块的生成花费大约10分钟,所以至少需要10分钟左右来确认交易。这可以在某些特定的场景会产生问题问题,例如按需服务的视频回放,更糟的是,一个确认后仍有可能有双重花费的交易。

一种方法已经在比特币的生态系统存在,其使用中间的“半可信”第三方作为短期的银行来发行比特币等价物票据(本质上是一个银行签署交易的关键)。银行将没有双重花费的激励机制,因为这会非常的明显。

另一种方法是从根本上减少交易确认延迟,此方法通过重复性计算来将数据区块创造的时间从平均10分钟减少到10秒钟。然而,这将增加分支复旦使得通信网络缓慢,有可能成为一个问题。

6.4动态增长的私钥存储

为达到更好的匿名性,用户要求对每个交易使用不同的公钥。然而,这意味着用户需为所有生成的公钥存储相应的私钥——私钥应该只有在确认其公钥不会发生支付时才会被删除(以免僵尸“硬币”的结果)。除了大小之外,私钥存储的动态特性是另一个困难。

伪随机生成的私钥。一个关于这两个问题的简单回应上述已经提到,也就是生成的私钥从一个静态密码中随机提取。

明确的公共密钥到期日。解决这个问题的另一种方法是为公共密钥引入明确的保质期,并确保没有钱可以在过期后发送到密钥,或可以回收这样的资金。在任何情况下,这是一种很好的做法,应该鼓励为密钥设定期限。针对这个问题,似乎需要给阅读以及比较时间点设定脚本语言。

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