比特币网络如何在不影响安全性的情况下有效支持大量用户

本月早些时候，一位开发人员提出了一种新的比特币可扩展性解决方案，该解决方案利用了零知识证明密码学。

这种可扩展性方案结合了在加密货币项目 Coda 和零知识证明中开发和实施的方面，以支持创新的比特币客户类别。 运行此实现的客户端理论上将能够实时同步和验证整个链，无论交易数量如何，数据大小都保持不变比特币的安全性，并以近乎即时的速度提供全面的验证安全性。

此外，新提议可以在不对现有比特币软件进行任何修改的情况下实施，如果成功，将消除比特币社区目前普遍存在的许多规模问题。

快速开始

比特币规模的争论一直是一个旷日持久、似乎永无止境的问题。 有证据表明，中本聪甚至在推出比特币网络之前就提出了扩容问题。

当中本聪在 2008 年首次向密码学邮件列表宣布他的项目时，一位名叫詹姆斯唐纳德的加拿大密码朋克首先发表评论并表达了他对中本聪提出的系统似乎适度的担忧。 唐纳德对此的评论是：“我们非常非常需要这样一个系统，但在我看来，你的提议没有达到要求的规模。为了及时发现并拒绝双花事件，交易必须在很大程度上实现，这需要每个peer拥有大部分过去的交易数据，或者说最近的过去的交易数据。如果有上亿人在做交易，那么需要很大的带宽——因为每个人都必须知道所有的信息或者至少其中很大一部分。

简而言之，这是今天关于可扩展性争论的主要前提。 当时，中本聪对唐纳德的回应是：“早在网络达到如此大规模之前，用户就可以使用简化的支付验证来检查双花，只需要有区块头链，每天大约 12kB。 ”

中本聪的反应被广泛引用，作为他相信链上扩展将是网络可行解决方案的证据。

然而，尽管中本聪支持这种链上扩容模型，但社区一直未能就此问题达成共识。 于是硬分叉导致了替代货币比特币的诞生。

链下扩展解决方案需要股权信任，而链上解决方案需要过多的、可能不可持续的空间。 然而，如果有一种替代方案可以有效地扩展比特币网络，而无需像今天这样更改底层代码，那会怎样呢？

如果有一种方法可以使完全验证链状态的过程比股权信任更有效怎么办？

结尾连接

要完全理解这个解决方案，首先要参考 Coda 项目。 Coda 是一个加密货币项目，旨在提供一个无论处理的交易数量或网络上的用户数量如何都保持不变的区块链。

Coda 优先考虑去中心化和可扩展性。 由于其区块链的状态很小且恒定，因此它支持大量客户端，并且可以在 Coda 区块链上运行验证节点。 这也适用于通常具有非常小存储容量的移动客户端。

Coda 协议声称“将整个区块链压缩成几条推文大小的小快照”。 该协议通过使用递归零知识证明来实现这一点。

零知识证明是一种支持隐私的密码学工具。 这类似于其他加密功能。 然而，与它们的对应物不同，在零知识证明中，证明连同函数生成的输出足以验证函数是否实际执行。

以这种方式引用零知识证明的原因是因为验证者不能访问输入来量化函数的执行情况。 此外，验证者不需要向运行函数的任何人授予任何信任，因为函数本身已经证明了零知识证明。 这种增强隐私的功能使其在加密货币领域非常有价值，特别是对于以隐私为中心的项目。

零知识证明的一个有趣特性是它们可以实现任何东西。 这包括验证其他零知识函数，甚至验证它们自己。

因此，使用递归零知识证明，Coda 区块链实现了简洁的区块链。 简洁的区块链是一种无论任何因素都保持相同大小的区块链。 在 Coda 协议中比特币的安全性，同步区块链的节点也可以下载和验证完整版本的区块链。

完全验证的比特币节点的即时同步

Taylor Smith 发布的提案大量借鉴了最终协议。 然而，史密斯建议构建一个覆盖协议，该协议运行在实际的比特币区块链之上，并结合零知识证明。

构建第二层可以保护久经考验的比特币网络，但允许人们“通过零知识证明处理开采的区块，生产和发布证明，实施比特币的转换规则。” Layer 2 网络将利用已经在比特币网络上达成最终结果的经过认证的区块，作为进一步达成共识的基础。”

史密斯将此解释为“连接到该网络的客户端，可以下载并验证最有效的状态哈希，并拥有一个经过验证的状态哈希，其完整性已经过验证。需要一致状态的客户端子集可以从状态保持节点请求这个过程类似于标准的全节点同步，但是在第二层，网络中计算的状态将通过递归零知识证明来验证。

通过此实现，客户端能够完全验证整个链状态，因为如前所述，此上下文中的同步是指下载和验证整个链。 此外，递归零知识证明速度很快，因此节点在几秒钟内就拥有了整个状态。 为了更好地理解这个提议，将其视为工作量证明。

该提案仍处于概念阶段。 但是，如果开发人员可以生成优先考虑去中心化和安全性的有效概念验证，那么它可能最终会成为一个很好的概念验证。