illamanudi矿池创始人Ortis深度解析Mochimo关于区块同步独特精简技术ChainCrunch

分布式系统的可伸缩性

实施像区块链这样的分布式系统非常困难，尤其是当该系统必须每秒处理数百笔交易时（加密货币就是这种情况）。 如今，加密货币区块链的最大问题之一是它们的可扩展性，这意味着其生态系统无法扩展以容纳众多用户。 结果，成为其网络组成部分的要求变得异常高且耗时，使普通用户望而却步：

数百GB（有时甚至是TB！）来运行一个节点

数周同步区块链

大量的RAM和CPU要运行

这种无法扩展的后果不容小taken。 在压力时期，我们看到待处理的交易数天，交易费用猛增到令人难以置信的水平。

如此高的进入门槛导致迄今为止令人惊讶地被忽略的情况：当运行节点所需的精力和时间对于普通人来说太高时，他们将依靠外部提供商来控制 他们的资金和/或处理交易。 更具体地说，以天为单位来衡量工作量和时间时，实际上将有多少人启动一个完整的节点来验证其交易？ 没有。 他们将（使用我确信我们所有人都会做的，包括我自己在内）使用无数的“区块浏览器”。 换句话说，我们依靠中央机构来验证分散系统上的交易…

为了实现真正的分散化，运行节点必须快速（几分钟之内），几乎无成本，完全不受信任，并且必须在普通的消费者级计算机上是可行的。

一些项目选择使用修剪的节点。 修剪节点是不从Genesis块引导其内部分类帐的节点，而是使用分类帐的过去快照，它们将快照时间到现在之间所开采的所有块都应用到该节点。 这不是一个可行的解决方案，因为它不能满足第三个要求，因为它们不是不可信任的。 修剪后的节点需要信任共享账本原始快照的任何人。

Mochimo ChainCrunch

为了保持同步的快速，廉价，更重要的是不信任，Mochimo开发团队创建了ChainCrunch机制。 Mochimo的这项技术使将节点同步所需的数据总量保持在最低水平。 在撰写本文时，区块链已有15个月的历史，已开采超过10万个区块。 但是同步后的数据总量不到100Mb，同步总时间只有几分钟：

该节点首先在头几秒钟内下载tfile。然后下载块。最后，建立分类帐并验证每个块。同步的总时间为3分24秒。该节点托管在VPS 2 CPU 4GB RAM上，尽管实际仅使用750 Mb。实际上，该节点可以轻松在Raspberry Pi上运行。

有人可能会认为这些值很低，仅是因为Mochimo还是一个年轻的区块链。好，大家好消息！即使我们达到了比特币的峰值利用率，同步所需的数据量和时间也将保持较低水平。

我们来看一些数字。

为了同步区块链，ChainCrunch技术需要255到510个区块，所有已开采区块的预告片以及分类账的快照（在Mochimo生态系统中称为Neo Genesis区块）。每256个区块一次在区块链中铸造一个Neo创世纪区块。这些区块不包含任何交易，也不需要在网络上传播，因为给定的Neo Genesis区块在链的每个节点上都是相同的。

在Mochimo中，每256个块创建一个Neo Genesis块

比特币区块链上唯一地址的总数在2017年12月达到110万峰值，并且每天的交易总数在同一时期达到50万峰值。 当时，比特币区块链上的区块数量约为50万。

如前一篇文章所述，Mochimo块中的事务大小为8824字节，块头的大小为2220字节，对于160字节

区块预告片，区块时间为337.5秒（每天255区块加上1个Neo Genesis区块）。 这将产生1960个事务的平均块大小* 8824 + 2220 + 160 = 17.3 Mb。 Neo Genesis块的大小为[2208字节（WOTS地址的大小）+ 8字节（帐户余额）] * 1.1M = 2.43Gb。 tfile的大小将为160字节（块尾部）* 500K = 80Mb。

因此，在Mochimo生态系统可能需要处理2017年12月比特币面临的相同条件的情况下，首次以不信任的方式同步完整的Mochimo节点将需要（255至510）* 17.3 Mb + 2.43Gb + 80Mb = 6.9至11.3Gb

让我们检查一下6.9GB的预计下载时间：

请注意，这些计算没有考虑任何压缩数据，也没有考虑到可以同时从不同对等方下载多个块的事实，这将进一步减少同步所需的时间。

ChainCrunch如何运作？

在启动时，Mochimo节点将向不同的对等方询问他们当前正在挖掘的链的权重，并将选择最高的权重，因为该链在该时间点之前花费了最多的计算能力。将节点选为链后，它将首先下载块预告文件（tfile）。请记住，块的预告片包含验证工作量证明所需的所有信息，因此节点可以轻松地从tfile计算权重并验证其是否与对等方通告的值匹配。如果不是，则该节点丢弃该链及其对等节点，并重复搜索过程。

找到最重的链后，节点将下载倒数第二个Neo Genesis块（不是前一个，而是之前的一个）。下载完成后，将计算Neo Neosis块的哈希值并对照tfile中同一块的哈希值进行检查，以确保该块的完整性。从这一点开始，节点将下载所有块直到链的当前状态，并对照tfile检查每个块的哈希值。当到达最后一个Neo创世纪块时，而不是下载它，而是从分类账的当前状态构建它，并根据tfile检查哈希值。这是确保分类帐有效性的第二层安全保护。

瞧，您仅需几分钟即可完成节点与区块链的不信任同步。

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编译者/作者：六剑客

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