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区块链——让我们找到要解决的问题
拉尔夫·S·恩格斯查尔
[摘 要] 本文基于开源区块链以太坊，对私有区块链网络进行了性能评估站台。具有严格的区块链安全性、隐私性和可审核性要求的不同部门已经采用了以太坊专用网络在一个权限组中保持其数据的独占性。但是，混凝土的性能私有以太坊网络——即交易或智能合约交互——受到的关注有限。我们制定了一个计划研究以太坊专用网的以下配置参数：（1）事务复杂度不同；（2）事务复杂度不同块大小；（3）两种一致性算法，即工作证明和权限证明；（4）多个网络节点。我们的评估采用了制药行业的时间序列数据集，这些数据集具有高度的安全性、隐私性和可审核性总是必需的。然而，这种评估方法是领域不可知的，适用于其他领域。我们有观察到每个区块的事务量与区块周期之间的负相关。在这方面，我们有确定了简单（低气限）和复杂事务（高气限）的线性模型。该模型使为要在块中提交的特定数量的事务计算块周期。我们还包括预测考虑提交到区块链网络的交易量的优化配置建模。
[关键词] 区块链；性能；以太坊；私有网络；可审计性；
一、引言
“我们创新解决方案的核心是基于区块链技术！“不管怎样，许多公司和初创企业已经读了好几年了。几乎每个月都有一个或其他新闻稿不赞扬一个新的区块链申请案例。甚至联邦政府也用自己的策略来解决区块链问题。所以区块链的关注度再高不过了。
区块链的形成有着重要的原因。然而，反对者也是如此。那么区块链上有什么？她真的解决了问题吗？还是我们最终只是寻找现有解决方案的问题？
对于区块链，在不可信的环境中，区块链为信息的持续、可追踪和分散存储创造了空间。
二、文献综述
区块链有一定的吸引力。block shark最初是为加密货币比特币而发明的，它是分布式数据结构的一种操纵变体。同时，它还提供了一个访问协议，供公众、协商一致和审计证明的信息存储。这将导致块的顺序链只能在最后扩展。一些典型的，基本的特征是来自海洋的大shark
常见实现：一致性、容错性、不变性、分散性、透明性和可跟踪性共识。区块链中存储的信息通过协商一致的过程得到所有基础设施建设方的验证、接受和约束。最初使用的协商一致程序是工作证明（PoW）。每次他们想要创建一个新的块，矿工们就必须解决一个依赖于块的信息的密码难题（Hashcash[）。这个块信息包括前一块的散列值、要存储的技术数据和要确定的随机值（nonce）。在其他矿工能够验证其结果后，找到谜题可能解决方案的矿工首先会获得延时奖励。因此，该块被视为链的新端。如果链被分成几个独立的。从中期来看，大部分能源消耗的链条末端已经实现。这通常是最长的链条。拜占庭误差容限不公平或欺诈的矿工不能损害区块链，因为该系统可以抵御少数族裔的错误信息传播。
不变性。在块链中存储一次的信息是不可逆的，因为每个块都包含其前一个块的散列值，共识过程有效地防止了对该链的后续操作。最后，所有的谜题将不得不再次从操纵块中解决，这将要求在工作证明时至少控制所有地雷总计算能力的51%。
每一方都有自己的区块链本地副本。双方通过对等网络直接交换数据块。
透明度：各相关方应随时访问区块链中包含的所有信息，并应能够理解其内容。
可追溯性：每一方都可以随时追踪碉堡的变化历史。
三、可选补充
在比特币受到极大关注之后，人们很快发现，底层的区块链概念也适用于独立于加密货币的场景。但是，只有在实现提供可选的添加时任何信息。比特币主要将支付交易的交易存储在区块链中。事实上，存储的信息类型并不重要。因此，可以记录任何数据，例如业务数据。在极端情况下，甚至是智能合约；可以对事件做出反应并进而触发事件的小型可执行程序。
身份验证：所记录的信息可以使用数字签名和相关的外部身份进行签名，因此是真实的。
保密：至少在中期内，通过对数据进行加密，可以将对所存储的信息的访问限制到某些方。
作家的。可以将封锁链限制为一个子组，而不是向封锁链的所有各方授予书面访问权。书面许可有限的区块链称为许可区块链，因此与公共区块链分开。
匿名化：这些信息是匿名的或化名的，因此不再或至少不再与有关各方直接相关。
更有效的协商一致程序。公开的封锁链总是需要一个公开的共识程序。或者，可以使用工作证明（PoS）或委托的利害关系证明（DPoS）程序来代替工作证明，因为工作证明需要花费大量精力来证明已完成的工作。这些程序用验证器代替矿工。这些验证器根据其等级、所有权或系统内的其他积极属性直接或间接、随机或决定性地确定。验证者本身就是系统的参与者，因此对公平竞争有着相关的高度兴趣，以确保其封锁链的延续。
可扩展性：存储的数据量越大，各方需要相互比较的数据就越多。因此，当各方同步（删减）时，块Khanna中的信息逐渐减少，以便总数据量保持可接受。
四类情景：
基于上述特征和可选添加，可以实现由于现有或新业务模式的数字化而经常出现的不同技术场景。然而，近年来的经验表明，这些具体场景主要是七类应用案例的表现[32]。在我们公司和政府的环境中，近几年在实践中只看到了以下四类。
数字加密货币！公共封锁链是实现加密墙的基础。因为这些场景的块钩子最初也是被发明的，所以它非常适合这个类。
公共记录：公共机构的登记册，如著名的登记册、行业登记册、基本书籍等，也向公众开放。国家分类账是可以设想的，而且已经实施，其中按时间顺序记录一个国家的关键历史和业务事件，以避免随后的误解或历史错误。在选举中储存选民选票的国家投票也是可能的。这将使公民了解自己的投票，同时避免选举舞弊。
数字孪生兄弟：在数字孪生场景中，公共和非公共区块链结合在一起。非公共阻塞链pro协议分散了真实对象生命周期的细节，而公共阻塞链用于操纵非公共阻塞链。例如，非公共区块链储存在车内。它定期存储里程水平，并记录对车辆执行的所有保养和维修措施。然后，信息块的散列值将系统反映给受状态控制的公共块。在出售车辆或购买保险的情况下，可以发现操纵非公共路障并进行欺诈
避免：其他的例子还有供应链管理中的场景，其中一个大块头鲨跟踪货物的流向，并记录操作证据。
符合智能审计的商业交易：公司财团使用非公开的block shark来审计业务规则和相关业务事务的安全存储。这些规则作为智能合约存储在区块链中，以便能够保存结果以及程序审计证明。
对抗区块链：
block-shark的特性是非常有前途的，也是它备受关注的原因，然而，block-shark作为一种解决方案，只有当所有的性质都完全符合所要解决的问题时，它才是有用的。少数情况当然，许多技术问题也可以在区块链上解决如有必要，甚至可以“用断条”修剪问题。这仍然没有意义。事实上，这些弯曲的场景绝不能让我们误以为真正的区块链场景最终只有极少数几类。
有时也包括诸如“基于区块链”的公式，尽管这些解决方案实际上并不具有区块链的定义特征。相反，添加“区块链”标签只是为了创造更具创新性的外观。英国长岛冰茶公司（Long Island Iced Tea）在没有技术和业务基础的情况下将其名称改为Long Blockchain，从而使其股票价值在短期内增加了500%，这表明了可以假设的怪诞程度。
四、永久性问题:
基于区块链的解决方案也有许多副作用。这些在实践中有时会导致相当大的问题。
不可持续的工作证明：最初的共识程序工作证明内在地基于高能量输入。在生态思维和可持续行动的时代，这两者都与公司高度相关，这已不再是可以接受的。相反，应该使用其他方法，如桩号证明（PoS），但其中一些方法尚未得到很好的理解，仍在寻找理想的方法。
K.-O.-数据保护标准。块头鲨的一个明显特征就是它的不变性。一旦存储的信息永远留在区块链中。同时，DSGVO在第17条中暗示：“撤销权”。因此，个人数据必须在一段明确的时间内删除。反过来说，这意味着个人数据不能存储在封锁链中，使得封锁链的数据保护在许多专业场景中成为K.O.标准。块钩只能根据定义延伸，这让它不断成长。2019年1月，仅比特币block shark的规模就不健康。你注意到了吗?
是 啊。区块链的解决方案与分布式数据库之间的转换在实践中是偶然的吗？这与区块链实现tenmint和分布式数据库CockroachDB相比显示。他们的架构不同，尽管概念几乎相同。
基于CockroachDB的应用程序使用SQL作为API，将数据库作为永久存储层编写和读取。所有更改都是通过写前日志（WAL）作为胆小的事务日志编写的。
然后，相关服务器相互交换日志。为此，他们连接到基于八卦的对等网络，并依赖RAFT作为协商一致协议。由于服务器彼此信任，所以它们可以免除拜占庭错误容忍。
另一方面，基于趋势的应用程序使用应用程序区块链面间（ABCI）作为API编写和读取作为阻塞shark执行的永久事务日志。这本日记也在双方之间同步，再次通过一个八卦同行-
两个对等网络。然而，通过拜占庭的容错和利害关系证明，参与封锁的各方达成了共识在这里。毕竟，这里没有信任的关系。应用程序通常采用事件源方法，在成熟存储层中以SQL作为API，在内存内数据库中并行构建所指示的数据库，以高效地读取。
虽然这两个应用程序在架构上看起来不同，但它们在核心上非常相似。最终的区别几乎只在于存储层还是事务日志是永久的还是清醒的。
这种技术层面的观点表明，应该看待与相关产品紧密交织的解决方案空间。因此，可以防止专用区块链解决方案快速地预先设置，即使分布式数据库（例如）已经足够了。
仅200 GB。这意味着经典比特币用户不再希望在自己的设备上获取它们，或者可能无法从技术上获取它们。相反，这些用户越来越依赖所谓的钱包条款。最后，这些可以被看作是一种银行，中央机构，实际上是想废除基于区块链的加密货币。因此，公共块shark应该只包含绝对最少的数据。在适当情况下，双方甚至必须有意减少信息，设置为“修剪”以进行数据比较或将信息存储在侧链中。
低吞吐量：至少在最初的共识过程证明工作中，数据流是有意识地很低的。例如，比特币每10分钟只产生一个新的交易块，而这个交易块只能包含大约1兆字节的数据。这通常导致每10分钟大约500个事务的吞吐量。这种低吞吐量阻止了许多专业场景，并不可避免地迫使其他人避免。
协商一致的程序，或者像比特币现金一样，扩大区块大小。
书面代码：智能合约与原则上的不变性很好地结合在一起。问题是，智能合约背后的程序可能存在语义缺陷，因此它们可能需要随着时间的推移而更新。即使是很小的语义错误也会产生巨大的影响，正如2016年6月的去中心化自治组织（DAO）黑客和2017年11月的Parity Multisig钱包黑客所示。基于以太坊的阻塞链可以通过所谓的可升级智能合约进行更新，但成本高昂且仅在法律上有意义。不仅智能合约需要被新版本逻辑覆盖，与之相关的数据也需要传输。只有当数据从旧的智能合约迁移到新的智能合约时，这种方法才起作用，要么一次性迁移，成本高，要么在必要时逐步迁移。或者，数据从一开始就通过共享存储智能合约中的轮辐式体系结构进行保存。
五、其他挑战
除了上述技术问题外，dark shark在商业生活中的使用也将带来进一步的挑战。
竞争性实施：有许多有前途的产品可以作为开源软件来构建您自己的区块链解决方案。这包括例如乙醚、仲裁、NEO、EOS、Qtum、Hyperledger Fabric、Hyperledger Bur row、ARK、LISK和Tendermint。区块链实施的不同主要在于，它们是实施公共区块链还是按任务实施区块链，它们使用什么程序来建立共识，是否包括加密货币，它们是否支持智能合约，以及哪些编程语言可以通过应用程序编程接口（API）进行访问。
私有区块链：块钩子本质上被设计成一种分布式数据结构，供多方同时使用。有规律地提议使用一个块。
因此，单个公司内部的连锁经营是值得怀疑的，并引发了对企业文化的怀疑。拜占庭式容错的核心特征在这里并不重要。
年轻的科技。区块链技术已经有十多年的历史了，但是到目前为止，对于诸如股权证明和智能合约的商业使用等新的、决定性的方法，几乎没有经验。这些方法在概念上和实践上都不能很好地理解为在业务环境中安全地使用。以太坊Block Shark（以太坊Block Shark）[12]计划内和计划外的硬分叉表明，仍然存在根本性的技术问题。这可能是因为对区块链的各个方面的整体理解仍然太少。
矿山的主导地位。协商一致程序的工作证明基本上是基于这样一个事实，即任何人都不应能够设置所有可用地雷总功率的51%。事实上，比特币上有很多单一的地雷。但是：这些几乎总是属于极少数的迷你游泳池。只有五个最大的迷你游泳池BTC公司AntPool、SlushPool、F2Pool和BTC公司凑齐近60%的比特币区块。
从技术上讲，没有一个miner节点可以移除比特币区块链。然而，从政治上讲，一个由少数小型游泳池运营商组成的单一财团可能占据主导地位。政治扭曲、权力博弈[26]以及由此产生的比特币现金block shark硬叉，早已在实践中证明了这些超级大国。
不仅仅是区块链很激动。乍一看，他们的特点似乎非常令人信服，而且确实有可能颠覆性地改变个别职业场景。然而，真正的区块链应用案例仅限于极少数类别的专业场景，因为只有在这里才真正需要属性。再看一下区块链技术也会发现，尽管许多所谓的场景可以用区块链实现，但其他经验证的IT资源将更有意
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