如何提升区块链（联盟链）的性能？(联盟区块链技术)

随着很多网友们针对于如何提升区块链（联盟链）的性能？关注越来越多，小编通过花费九牛二虎之力，终于整理出来相关问题的信息。

11月28日，在由Odaily星球日报主办的新区势区块链峰会上，徐葳教授带来了以《区块链与数据融合技术的一些探索》为主题的演讲。

徐葳教授毕业于宾夕法尼亚大学，后在加州伯克利攻读硕博，现在清华大学交叉信息研究院担任博导，主要研究方向是大数据、人工智能、金融科技。

以下为徐葳教授的演讲内容精编，由巴比特整理。

我过去是做分布式系统的，特别早的时候做了P2P，然后我就对这个东西失望了，所以我是非常典型的反去中心化的思想，我们是一个学术单位，希望能在区块链一些模块的核心技术方面寻找突破。

区块链为什么有趣？它确实是集计算机科学之大成。

包括分布式系统的可靠性和一致性技术、密码学理论、博弈论和机制设计、P2P网络、大数据等等。

同样因为它集成了这么多技术，所以很难找到一个人，或者一个研究组把它们统统搞懂。

好在区块链大部分是开源的，我们就想大家可以单点突破，做一些科研尝试，最后把这些东西集合起来。

为此，我们主要专注于两件事，一是提升区块链（联盟链）的性能，二是保护隐私的数据融合。

我们要做的事情首先是提升区块链的性能，我这里指的是联盟链，暂时不考虑公链那种比较复杂的情况。

现在很多链说自己性能很高，但其实是因为它有多个分区，这是另一回事，我们重点做的事提升单个分区（partition）的性能。

Gosig的基本目标我们做了一个系统，叫Gosig，这个系统是基于PBFT的，这是一个非常经典的共识协议，它的优点是在集群里即时产生共识，不想比特币的POW机制需要几个区块后才能共识，因此PBFT的性能比较高。

当然相对应的它的安全性不如POW，因为它只能防范小于1/3的节点作恶，坏人可以控制整个网络，任意造成网络分割，但是在联盟链里一般不会存在说我今天想攻击谁就攻击谁，而是说我来领导这一轮吧，要是不行这个块就空了。

我们希望既能满足PBFT的所有假设，但是把它的协议扩展到一个很大的范围。

坏人可以任意瞬时杀掉一些节点，只要仍满足f<N/3。

另外其他的联盟链节点数量一多，性能就不行了，我们希望可以提升它的可扩展性，支持广域网，这是我们设计时的一个基本目标。

Gosig的设计思路我们基本没有改动PBFT，只是简化了正确性证明。

因为分布式系统是个很复杂、很专业的领域，不是拍脑袋就能想出来的。

那怎么让它的效率变高呢？原先是要进行多轮投票，而且每个人都要把消息广播给所有人，这种方式听起来就很慢。

我们是用Gossip协议边传输数据边投票，具体怎么实施呢？就是我把消息发出去，不会等别人回复的，通过聚合签名来避免投票中的双向通讯，每一轮随机的秘密选出leader，避免针对leader的攻击，所以在生成新的leader之前，我不会知道它是谁。

它是一个协议层和网络层的共同优化，我要把所有的操作全部流水线化，充分利用所有的计算和网络资源（PBFT+BitTorrent），任何人在任何时间都有事做，把网络填的满满的。

Gosig的性能实现我们测试的性能，如果用280个节点，在14个不同的数据中心里面，在广域网环境中，就是它是跨全球的，数据中心的那个延迟性还是蛮高的。

在这样一个环境下，我可以实现60MB的block，可以承载单个分区每秒15000笔交易，确认一个块的时间是16秒。

后来我们又找了1000个节点，仿真5000个节点，限制在20Mbps的带宽下，在全网共识下，能达到每秒3000笔交易，确认出块时间是24秒。

然后你再观察一下的话，会发现所有的网络带宽全部用上了，平均带宽使用达到16.8Mbps，也就是说物理网络带宽说唯一的瓶颈了，它的物理极限就这么多了。

当然我还可以把带宽再加一些，性能会更高。

这样极致的性能有什么好处？天下武功唯快不破，你只有把下层做得足够快，上层应用才能做，这是我做系统设计的一个理念。