SCI:王嘉平：区块链为何有交易确认延迟？

为什么普遍认为比特币系统确认6次便认定交易已可靠上链？

原文标题：《简版区块链本质论(5):性能本质之延迟》作者：王嘉平，中科院计算所博士，曾带领团队在NSDI2019发表高性能并行分片区块链系统的论文

区块链被大家关注是件好事情，但非常不希望看到各种区块链项目盲目上马，造成各种社会资源的浪费。区块链技术本身尚在发展阶段，还有很多核心技术问题有待突破，对区块链技术本质还充斥着各种不同的理解。后面几天我们将就区块链的计算本质，技术难点，业务调整，社会影响等方面和大家分享。

(5)性能:交易确认延迟

在当下的主流公链中，一个交易从发出到最终确认上链，并非瞬间完成，而需要历经一段不短时间，可能是十几分钟甚至高达几个小时。这期间，大部分的时间是在排队。就比特币而言，大部分时候有近5000到10000个已经发出，但尚未得到确认的交易被临时存储在每个比特币的节点中，这个存储池被称为mempool。大致每10分钟，会有一批交易被确认上链，每批约2000到3000个交易。剩下的部分就在mempool中排队等候。

比特大陆和Anchorage Digital将参与收购破产矿企Core Scientific股权:8月8日消息，据一份法庭文件显示，比特币矿机制造商比特大陆和加密平台Anchorage Digital预计将收购破产矿企Core Scientific的股权。Core Scientific将以7710万美元的价格购买27,000台比特大陆Antminer S19jXP矿机。此次收购将由2300万美元现金和5400万美元公司股权提供资金。比特大陆暂未对此消息进行回应。

此外，加密平台Anchorage Digital预计也将在Core Scientific破产案中选择将其债权转换为股权。此前报道，5月23日，Core Scientific的律师表示，该公司可能在9月25日之前达成重组计划。[2023/8/9 21:32:59]

为什么要10分钟才确认一批？为什么每批只有几千个交易？可以在这里找到答案:

加密交易所Upbit将于7月13日下架Augur代币REP:6月29日消息，韩国加密交易所Upbit发布公告称，韩国数字资产交易所联合咨询机构（DAXA）成员交易所计划终止对Augur代币REP的交易支持，Upbit将于7月13日下架REP。[2023/6/29 22:07:50]

王嘉平：简版区块链本质论(3):性能本质之吞吐量

同时，这些交易的排队并不是按先来后到确认的。每个交易的发出时，附带了交易手续费，交易的确认会优先选取交易手续费高的。所以，通常网络中交易过多的时候，比较着急的交易可以通过附带更多的交易手续费来插队。这也是为什么，网络拥塞的时候，交易手续费会飙升。

安全团队：Deviants项目Discord服务器遭到攻击:金色财经报道，据CertiK监测，Deviants项目Discord服务器遭到攻击。请社区用户在服务器修复之前不要点击任何链接或声明消息。[2023/1/4 9:51:28]

一个区块链系统吞吐量低于其上应用的需求时，交易确认的延迟主要由交易排队构成。这就是大家认为，提高吞吐量，提高TPS，会感觉区块链变快。吞吐量确实是当下区块链系统最需要改善的地方，并带来更低的交易确认延迟。

除了排队延迟，一个交易从发出到第一次确认上链的完整过程，包含以下过程:

1.该交易的全网广播扩散，通常需要2,3秒2.交易排队(前面已经讨论过的步骤)3.一轮共识周期(需要一个出块间隔的时间，例如比特币是10分钟)4.包含这个交易的区块得到全网广播扩散，通常需要4到8秒

报告：Cardano链上活动今年迄今增长268%，月均增长16%:8月7日消息，近日，Kraken Intelligence发布了一份题为“2022年7月加密链上摘要：所有人都在关注ETH”的研究报告。从Cardano社区的角度来看，报告中最有趣的部分之一是关于“每日链上转账量（7天移动平均线）”的度量。

报告指出：“ADA链上活动继续大幅增长，今年迄今为止增长了268%，月平均增长了16%。虽然ADA链上交易量的增长没有单一的驱动力，但近几个月来，Cardano区块链出现了几个显著的发展。也就是说，该平台上的交易量增长可能得益于其首个DeFi交易所SundaeSwap和首个元宇宙游戏应用Pavia的推出。”

报告还表示：“开发者将该区块链的区块大小限制提高了10%，Cardano的生态系统上个月扩大到超过1000个项目，对即将到来的硬分叉的预期可能促进了ADA的交易量增长，还有一些其他的发展。然而，Vasil硬分叉最初定于6月，但后来被推迟了数周。”（Crypto Globe）[2022/8/7 12:07:36]

其中，步骤1和4主要由互联网点对点通讯延迟和全网的节点数量决定。步骤2则由区块链系统的共识算法及其参数决定。值得的注意的是，粗看来，大区块大间隔或者小区块小间隔都可以满足特定的吞吐量，并且后者(小区块)的确认延迟更小。但事实上，小区块对带宽的利用率大大小于大区块，因为在每一个区块中，除了被确认的交易数据，还包含完整的共识相关的算力证明数据或者验证者的签名数据。

当然，类似吞吐量的提升，这里可以有个很简单的解决方案，就是高度集中部署，所有节点在一个高速局域网内，从而实现秒级甚至毫秒级交易确认。但是，很难说这样的系统还是不是一个区块链系统。

上面讲到的首次确认的时间延迟，对于不同安全性要求，人们可能需要在首次确认之后再观察一段时间。我们第二篇的共识本质中，讲到了两类共识算法：

王嘉平：简版区块链本质论(2):共识本质

基于最终一致性的POW共识机制的区块链系统是可能出现区块回滚的，也就是说当一个交易被某区块确认之后，该区块有可能被作废(孤块)，从而导致之前确认过的交易会需要重新确认，并返回mempool。这种情况会小概率地发生，即使不存在恶意的攻击。一个区块成为孤块从而导致其确认的交易被撤销的概率会随着时间流逝，紧接其后的更多区块越来越多而指数级下降。

最后，被这个区块的交易就几乎不可能被撤销了。这就是为什么，比特币系统大家经验上认为，需要6次确认来认定一个交易已经可靠上链了。而在即时一致性的共识系统中，例如BFT则不需要这个额外的等待。

这一篇的扩展阅读:

王嘉平：区块链公链如何才能快起来(一)

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比特币Bitcoin，一种去中心化、非普遍全球可支付的加密数字货币，而多数国家则认为比特币属于虚拟商品，并非货币。比特币的概念，诞生于2008年署名为中本聪的一篇论文，并于2009年1月3日，基于无国界的对等网络，用共识主动性开源软件发明创立。比特币协议数量上限为2100万枚，以避免通货膨胀问题。使用比特币是通过私钥作为数字签名，允许个人直接支付给他人，不需经过如银行、清算中心、证券商等第三方机构，从而避免了高手续费、繁琐流程以及受监管性的问题，任何用户只要拥有可连接互联网的数字设备皆可使用。比特币BTCBitcoin查看更多

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