比特币交易中继协议Erlay的特点及应用介绍

比特币的新中继协议可以极大地降低节点宽带，但却依然没有彻底解决扩容问题。

Erlay比特币交易中继协议具有以下特点：

*减少用于公告新交易的带宽，降幅约为84%；

*全球交易中继时间增加，增幅约80%（2.6秒）；

*对网络隐私影响不大；

*与Dandelion中继兼容。

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Erlay由英属哥伦比亚大学的研究员Gleb Naumenko开发，并由比特币核心开发人员Greg Maxwell和Pieter Wuille扶持。它从根本上降低了运行节点对带宽的需求。

Naumenko在公告中称，这一中继协议的关键思想在于，不是向每个节点公告每笔交易，而是只通过少量连接（外部链接仅为8个）直接发送通知来公告交易。通过在两个方向上的公告集合之间周期性地运行协和协议来实现进一步的中继。

协和协议使用纠错码将一组交易传递给具有未知但相似的另一组交易，这个过程使用的带宽相当于交易差异的大小而不是集合本身的大小。

这样做的结果是能将节点消耗的带宽减半，而且几乎可以免费增加连接，还能更好地抵御时序攻击。如果发出交易公告的节点数量增加到32，那么Erlay所用的宽带将比旧版协议少大约75%。

带宽是运行全节点时进行扩容的关键障碍之一，它对于大规模扩展区块链和在小型设备上维持小规模的网络处理量都是一个难题，而后者正是Erlay的一个关键性的应用实例。

网络扩容所需采取的措施

据亚利桑那州立大学的区块链研究员Darren Tapp博士表示，Erlay可以减少运行节点的压力，但它本身并不是链上扩容的解决方案。

比特币的Erlay交易中继协议让用户能够在手机上运行具有次优互联网链接的全节点，并且在权衡利弊后适度增加了延迟。听起来很好理解。大家有什么想法呢？——Morgan Polotan （@morganpolotan） 2019年5月30日

Erlay协议将节省用于节点操作的带宽。但是，在没有降低区块传播期间的宽带使用和延迟的情况下，这对区块传播没有什么帮助。而且，没有协和协议的Erlay很有可能会增加延迟。因此，构建良好的协和协议可以消除这种担忧。

Tapp表示，其它几个研究团队已经在探索减少带宽使用的其它方法了，其中一些方法可以更轻易地应用于区块传播和网络扩容。

其它研究团队已经在考虑节省带宽的其它方法了。例如，麻省大学阿默斯特分校的研究团队考虑为每个连接维持一个布隆过滤器，而每个布隆过滤器将跟踪特定节点的已知交易。这一方法不仅可以像Erlay一样适用于减少网络宽带，而且还能在区块传播时预计和发送丢失的交易。

内存池的分歧会减缓Graphene传播，对于这一点的担忧促使亚利桑那州立大学和UMass的研究人员考虑使用内存池同步技术。最抢眼的同步技术是借用Xthin协议。

Tapp博士一直致力于研究区块链网络（尤其是达世币网络）的高效链上扩容，以便提供全球主流用户群体所需的服务水平。他已经在Dash News上发布了几篇关于区块传播研究和技术的科普短文，分别涉及布隆过滤器、与布隆过滤器相反的可逆布隆查找表（简称IBLT）、Graphene 传播协议、毒块攻击及其造成的潜在挑战，以及解决毒块攻击问题的Velocity协议。

达世币的方法将链上扩容与强大的去中心化基础架构相结合

比特币允许任何业余爱好者以牺牲链上交易量为代价轻松地运行全节点，从而维持网络的去中心化。与此不同的是，达世币将大规模的链上扩容与自带奖励机制的主节点网络相结合，通过让网络直接激励节点来解决节点运行成本过于昂贵以至于个人无法运行（并因此只能由第三方运行）的问题。亚利桑那州立大学的研究表明，达世币网络的交易处理量可以轻松地扩展到PayPal当前的交易水平的一半以上，并且有望提升到更高的水平。