哈希图(hashgraph)的投票算法称之为“虚拟投票”,该虚拟投票不要求发送额外信息,可虚拟计算出投票。从理论来看,哈希图的吞吐量较大,它主要的限制来自带宽。如带宽良好,哈希图系统理论上可以处理非常大的吞吐量。
在哈希图(hashgraph)看来,如有快速的家庭互联网连接,它有机会达到VISA网络级别的全球交易性能。Hedera Hashgraph曾使用亚马逊AWS的m4.4xlarge做过实例测试,测试其吞吐量(每秒100字节的交易)的情况,分别使用了1个、2个以及8个地区的计算机节点。在测试中,根据不同的情况,tps从不到50,000到最高500,000左右。而达成最终状态的时间一般在11秒之内,最快的时间可达到0.04秒(当然,在实际运行中不太可能)。
这里涉及到了吞吐量、延迟、节点数和地理分布的权衡。对于分布在全球8个地区的32台计算机,如要达到50,000tps,其达成最终性共识需要3秒。如果延迟控制在7秒以内(一般信用卡所要求的),且要达成200,000的tps,那么,使用分布在8个地区的32台计算机,或分布在2个地区64台计算机,1个地区的128台计算机,都能到这一要求。最终的吞吐量不仅取决于分布式共识算法,也取决于网速、节点数等。
同时还要看到,这里主要是从交易共识和时间戳来看,还没有包括处理交易的事件。如果每个交易需要数字签名,这也需要算力来验证每秒数十万的数字签名。此外,如果交易要“存储千兆字节”文件,那么,这时候因为带宽限制,也会极大的降低系统的速度。
总之,考虑到实际运行的环境,真实的tps会有所下降,但相对于区块链tps不到100的情况,哈希图有机会达到几万,甚至数十万的tps,算是质的突破。
Hedera Hashgraph为了实现更好的性能,还采用了分片技术。分片技术会随着Hedera Hashgraph网络的增长而变得必要。分片可以实现不用每个节点处理每个交易。共识的达成可以并行处理。就像是收费站不再只有一个收费通道,而有多个收费通道。
分片之间相互信任,它允许多分片账本作为一个整体实现异步的拜占庭容错,可以防止双重支付或其他非法状态。每个分片都具有这些属性,且它们之间的消息包含了各自分片的共识证明。节点会被随机分组到不同分片。交易会以正常方式在个体分片中以共识顺序放置。分片中的所有节点仅对源于该分片的交易共识有贡献。分片之间的通信通过不同分片成员之间的消息交换实现。消息是通过推送来交换。每个分片都会记住从其他每个分片处理的最后一条消息的序列号。
Hedera Hashgraph的安全:ABFT、哈希加密及安全标准
分布式账本在达成共识的同时,也要解决安全的问题,能够防范双花攻击、DDoS攻击、女巫攻击等。
ABFT(异步拜占庭容错)是共识算法最高的安全标准。Hedera Hashgraph平台所用的哈希图算法是ABFT的,也经过了严格的数学证明。卡内基梅隆大学的教授使用Coq完成了计算机检验的数学证明,证明Hedera Hashgraph平台使用的哈希图算法是ABFT的。这是值得关注的成果。
Hedera Hashgraph网络任何人都可以参与运行节点,无法假定所有节点都是诚实的。如果有的节点有恶意,它可以进行DDoS攻击、女巫攻击等,可以通过延迟交易等方式来破坏共识的达成。
ABFT意味着什么?它意味着没有任何单一的或小部分成员可以阻止最终共识的达成。因为Hedera Hashgraph网络中诚实的节点可以保证就交易的时间和顺序达成共识,甚至有约1/3的节点都是恶意节点也无法阻止共识的达成。
此外,拜占庭容错(BFT)系统还能实现共识的最终性,这意味着一旦共识达成也不会被少数恶意成员篡改。每位成员相互都知道他们达成最终共识的那个点。
不过,拜占庭容错也需要考虑实际的网络运行。由于互联网自身原因,如果没有收到它期望的消息,诚实节点难以知道这到底是因为网络丢失(诚实节点已发送)的原因,还是不诚实节点未发送消息的原因。
换句话说,网络本身在传递信息方面存在不确定性,这对共识达成造成很大的挑战,也由此对实现拜占庭容错提出了挑战。因此,有些共识算法在理论上算是BFT的,但在现实中可能会面临问题,这些共识算法假设信息传递是及时的,但互联网中存在僵尸网络、DDoS攻击、蠕虫、防火墙、病毒等,现实和理论无法等同。
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