震惊听说它在技术上碾压区块链？

近日马斯克在推特上的言论搅动得整个虚拟货币市场风云涌动。马斯克于5月13日突然发推，表示对“大量使用”煤炭和其他碳密集型能源来产生挖掘数字货币所需的电力感到担忧，至今日比特币市值缩水过半。

一方面，比特币背后的去中心化区块链技术被很多人认为是打破信息孤岛、改变商业生态的未来技术方向；另一方面，也正如马斯克所说的那样，区块链的能耗问题成为了制约其进一步发展的重要因素。区块链中区块的生成需要处理器进行大量的数学计算，而这是非常消耗能源的。读者朋友们可以猜一猜，如果把比特币当做一个国家，与世界各国耗电量做比较，它的排名能达到多高？事实上，截至2021年5月，比特币所消耗的能源已十分接近全球耗电量排名第25位的越南。

面对传统区块链所产生的能源、性能等问题，众多顶尖学者和公司都在寻求找到解决和替代办法。目前主流的替代方法主要有两个，一是有向无环图（DAG），二是由Swirlds所开发的哈希图（Hashgraph），本文将主要介绍Hashgraph的有关内容。

首先，什么是Hashgraph？利蒙·贝尔德（LeeMon Baird）博士是Hedera Hashgraph的首任科学家兼联合创始人，传说中CMU史上最快拿到博士的人，也是成功的创业者、企业家。他在2011年开始研究Hashgraph技术，希望能达到理论上安全性的最高值，同时使它的性能达到最大，于2015年他成功解决这个问题。根据白皮书定义，Hashgraph是一种数据结构和共识算法。Hashgraph不是数字货币，也不是区块链（因为它其实是DAG图，并非是链式结构），严格说也不单单是协议。哈希图更像是一个底层的出块层而非一个完整的系统。哈希图的SDK中包含一个数字货币的Demo，但那仅仅用于演示证明Hashgraph可以用于构建数字货币。Hashgraph能为分布式APP提供高效、公平、安全的基础设施。高吞吐量和异步拜占庭容错（ABFT）的特点，使得Hashgraph在公链和私有链领域都有潜在的使用价值，并且，在保证去中心化的同时不需要繁重的工作量证明。

那么Hashgraph相比传统区块链，又有着哪些优势呢？第一是超快速交易。据项目方公开信息，Hedera Hashgraph目前的交易速度可达每秒10万笔，远超比特币每秒7笔、以太坊每秒15笔的交易速度。Hashgraph是如何做到如此快的交易速度的呢？打个比方，区块链就像一颗有主干的树，要不断剪掉枝枝叉叉，保持主干的健壮成长。区块链通过区块的链接形成一条单一的合法主链，如果有分叉，比如两个矿工同时创建两个区块，区块链最终选择其中的一个区块，另外一个会被抛弃。也就是上面说到的剪掉枝叉。Hashgraph则完全不同，它不仅不剪枝，而且它还会编织交错回来。Hashgraph的每个事件（类似于“区块”）都不会被抛弃。所有枝节都持续存在，最终重新组合成为一个整体。，以实现更高的效率和更低的交易费用。

第二个优势是安全。Hashgraph是一个ABFT系统，没有一个节点可以阻止网络达成共识或者在达成共识之后修改数据，号称能达到银行级别的安全性。Hedera Hashgraph所使用异步拜占庭容错 （ABFT）是拜占庭容错 （BFT） 的延伸，旨在解决 BFT 的一些问题。“异步”部分克服了容错的挑战，即时序。多种形式的拜占庭容错假设在达成共识时，存在消息延迟的最大阈值。ABFT 网络消除了这种假设，并允许丢失或无限期延迟某些消息。这意味着，如果某些黑客使用僵尸网络、DDoS攻击和恶意防火墙来干扰、延迟信息的传递，Hedera Hashgraph 仍然能够达成共识。

第三个优势是公平性，Hashgraph通过数学方法，采用一致的时间戳，使得每一个事件以及时间里的交易都有顺序，这也意味着任何人都不能操纵交易的秩序，从而保证了公平性的特征。

当然，还有一个显著优势是更小的能源需求。传统区块链所支持下的比特币单笔交易的耗电量约为885千瓦时。还有改进了算法的以太坊，单笔交易的耗电量约为102千瓦时。那么读者可以猜猜看Hashgraph的表现如何呢？是50，抑或是30？根据官网的数据，Hashgraph单笔交易的耗电量仅为0.00017千瓦时。也就是说，Hashgraph的耗电量仅占比特币的五百万分之一，以太坊的六十万分之一！

为什么Hashgraph能具备以上提到的多种优势呢？这就不得不提到Hashgraph的两大核心算法技术了，即谣言算法（Gossip about Gossip）和虚拟投票（Virtual Voting）。

什么是谣言算法？该算法也被译为八卦算法。什么？你问这里的“八卦”和平时看娱乐新闻吃瓜的那个“八卦”有什么关系？某种程度上说，其算法运行原理和娱乐八卦有着相同之处。举个例子，我（一个节点）知道了一个娱乐圈的大八卦（即交易信息），那么我会向周边的朋友们分享这一个八卦，而朋友们（其他节点）也会在这个八卦里加入他们所知道的其他信息，向他们的朋友分享（消息在节点间不断传播），很快大家都知道了这个八卦，也成功登上了热搜（达成共识）。

什么是虚拟投票？一旦Hashgraph准备就绪，很容易知道节点的投票对象，因为我们知道每个节点拥有的信息以及何时知道它。因此，这些数据可以用作投票算法的输入，找出哪些交易迅速达成一致性。描述的这个过程名为虚拟投票。

Hashgraph实际上由一个理事会所负责管理，这个理事会由一些世界上最大的全球性公司组成，比如我们熟知的谷歌、IBM、波音等。理事会会负责治理委员会的选举、制定政策、规范网络代币、批准平台代码库的更改等。这个理事会最终将有39名理事会成员，每个议员最初可以执政三年，如果第二次当选，他们有机会再次执政3年。六年后，需要选出一名新的理事会成员。这是一个防止巩固的设置，使 Hedera Hashgraph受益于来自各个行业的广泛投入，使其保持真正的多样化。在此同时，理事会的设置还进一步增强了人们对该项目的信任，因为这些全球性公司不会冒损失自身声誉的风险而损害该项目。

引用德国电信公司高级副总裁John Calian的一段话，“Hedera创建了一个公共分布式账本和管理委员会，以确保长期稳定、分布式治理和安全。我们很高兴成为Hedera管理委员会的初始管理成员，帮助引导这项重要技术被市场采用。”

正如其官网所写的那样，Hedera Hashgraph旨在”为所有人打造一个可信、安全、有实力的数字未来”。Hashgraph凭借其技术优势，获得了众多国际公司的青睐与合作，目前已是商业应用最广泛的公链，在区块链的未来发展中将占据重要地位。

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编译者/作者：区块链小助手

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