Conflux & TokenGazer AMA活動內容回顧

12月27日，Conflux受邀參與TokenGazer舉辦的在線問答活動，Conflux CTO伍鳴博士與參與活動的百餘名研究員進行了深度問答、科學辨析。這次活動讓你們深入的瞭解到Conflux的技術優點和發展潛力，也讓更多人對Conflux的將來發展堅決了積極的信念。

（如下爲這次活動的文字整理版）

問題1：Conflux使用的有向無環圖（DAG）跟比特幣、以太坊的區塊鏈結構有什麼具體不一樣，優點是什麼？

伍鳴@Conflux： 這個問題是一個很是本質的問題，我願意展開來談一談，這要從比特幣的效率侷限性談起。根據一些論文，在比特幣協議中，不管如何調整出塊速度和區塊大小這兩個參數，速度與安全不可兼得。

這其中的原理是什麼呢？咱們想象一下，若是兩個區塊都是由誠實節點生成的，可是由於網絡延遲，他們在生成的時候互相沒有看到對方，那麼在兩個不一樣的分叉上，那麼它們就會在不一樣的分叉上。一旦進入到不一樣的分叉上，兩者即是你死我活的競爭關係，最終有一個區塊被丟棄。誠實節點的區塊被丟棄，損失的誠實節點的總算力。

分叉越多，好人區塊的內訌越多，壞人的攻擊門檻越低，比特幣越不安全。爲了安全，比特幣必須維持一個低的吞吐量。

Conflux使用有向無環圖結構 (DAG)，咱們容許每一個區塊引用多個區塊做爲本身的祖先區塊，能夠避免好人之間的這種競爭，從而打破比特幣的矛盾，在提升效率的前提下不犧牲安全性。

以太坊與比特幣相比特殊一些，以太坊其實有了DAG的雛形。關注區塊鏈技術的朋友可能知道，以太坊中有叔塊的概念。一些區塊選一個父塊，幾個叔塊，看似也構成了一個DAG。可是，以太坊的叔塊只是爲了給沒有進主鏈的區塊發一點鼓勵安慰的系統獎勵，叔塊中的交易依然會被丟棄。若是將以太坊的出塊速度提升，致使分叉過多，其有效吞吐率依然很低。

下面有圖能夠更好地展現優點，這張圖展現了4MB大小區塊下不一樣出塊時間下被保留區塊的數量。Conflux保留了全部區塊，比特幣和Ghost (以太坊協議改自這個協議) 則因爲分叉丟失了大量的區塊。

總結一下：

①Conflux是和比特幣、以太坊相似的PoW公鏈，但容許一個區塊引用多個區塊做爲祖先，從而構成一個DAG。

②比特幣、以太坊的實際吞吐率很低，即便你嘗試減小出塊間隔或者增長區塊大小，也沒法獲得一個安全性和效率兼得的公鏈。

③和比特幣、以太坊相比，Conflux能夠在不犧牲去中心化和安全性的狀況下，提升吞吐率。

問題2：基於DAG的智能合約會遇到「交易順序問題」，好比誰先預約到某航班的座位跟交易順序有關，Conflux有沒有比較好的設計解決這個問題？

伍鳴@Conflux： 「預約航班座位」是一個很好的例子，從這個例子能夠看到，在DAG中，若是不一樣的交易須要競爭合約中的資源（好比航班座位），區塊排序與交易排序是一件十分必要的事情。這將決定誰的交易在前，誰的交易在後，誰最終獲得了這個座位。

也是由於這一點，咱們須要對DAG中的區塊設計一個拓撲排序算法，將全部區塊排一個順序，而後根據區塊的順序決定交易的執行順序。並且這個拓撲排序須要知足如下幾點：

· 一致性：不一樣礦工節點排的結果是一致的。若是一些礦工告訴你選座成功，一些礦工告訴你選座失敗，你就會很困惑。

· 安全性（不可更改性）：排序結果不能被壞人的攻擊更改。好比說，你選了一個座位，5分鐘後，這筆交易確認成功了，你很開心。三天後你登機的時候，發現排序發生了更改，你的座位沒了。這也是很嚴重的公鏈安全事故。

Conflux設計了一個知足上述要求的安全拓撲排序算法，算法輸入一個DAG，輸出DAG中區塊的一個拓撲排序。每一個礦工（全節點）將本地機器的DAG上輸入這個算法，就能夠獲得區塊排序，根據這個結果，就知道了應該先執行誰，後執行誰。

「一致性與安全性」可能比較抽象，咱們舉個例子。今天，這個DAG中有10000個區塊，9900個區塊裏的交易已經被確認。明天，這個DAG有20000 個區塊，那麼把明天的DAG和今天的DAG分別做爲算法的輸入，前9900個區塊應當是同樣的，哪怕有壞人在作雙花攻擊。這就是一致性與安全性。

Conflux 的算法設計能夠保證一致性與安全性。關於這個排序算法具體是如何設計的，感興趣的夥伴們能夠閱讀咱們的論文或者科普文章。

總而言之，Conflux經過設計安全的拓撲排序算法，解決「交易順序問題」。

問題3：如何解決不一樣區塊內的打包交易的交易衝突問題，瞭解到當交易衝突時時間稍後的衝突交易會被「discard」掉，這個被丟棄的交易是怎樣和有效交易進行狀態區分的？

伍鳴@Conflux： 在問題2中，咱們已經解決了交易順序問題。那麼當全部節點對DAG獲得一個一致的區塊排序時，只要遵循一個規則：「發生重複或衝突者，排序居後的交易無效」，就能夠判斷哪些交易是無效的交易，而後本身在本地標記一下就行。區塊排序的一致能夠保證「無效交易標記」的一致。

額外說一點，因爲每筆交易是否有效是每一個礦工本身作出的判斷，而沒有持久化寫在區塊中，因此沒法實現像比特幣那樣，經過Merkle Path向輕節點證實一個交易在區塊中，由於你沒法經過Merkle Path知道它是有效的仍是無效的。可是，Conflux採用帳本模型，每一個區塊頭會存儲當前帳本狀態的哈希值。經過這個哈希值，很容易向輕節點證實指定地址的餘額等。

總結一下：

①被丟棄的交易由全節點本地進行標記，一致的排序結果保證一致的標記。

②基於這一點，Conflux輕節點的交易驗證與比特幣有所不一樣。

問題4：那無效的交易會被追加一個狀態麼，或者說我在區塊瀏覽器只查看交易哈希時，可否看出這兩筆交易（有效和無效）的區別?

伍鳴@Conflux： 交易是否無效能夠當作是交易執行的某種結果，這種結果狀態是能夠記錄在區塊中的，這樣，在區塊瀏覽器中就能夠查到這種狀態。

問題5：這個交易執行結果是標記在本地仍是在鏈上？

伍鳴@Conflux： 標記是在本地，但鏈上也會有所提現。以前的回答中其實提到，每一個區塊頭會存儲當前帳本狀態的哈希值，經過主鏈區塊的帳本狀態，會體現歷史區塊中每筆交易是否有效。

問題6：跟其餘鏈不一樣，無效的交易不會記錄在鏈上，Conflux是須要對無效交易本地打標，這是否可能對不瞭解的用戶有學習成本，以及利用這一點來混淆用戶的可能?

伍鳴@Conflux： 經過瀏覽器提供標記，能夠幫助普通用戶判斷一筆交易是否有效。

問題7: DAG結構中不存在「叔塊」問題，網絡中是否會存在過多的空塊或者區塊中的交易重複致使區塊數據冗餘，從而對節點的網絡和硬件配置帶來壓力？

伍鳴@Conflux： 首先，DAG中每個區塊都是須要消耗算力才能生成的，因此網絡中各類區塊，不管是正常的區塊仍是空塊，其數量受挖礦難度的制約，是有一個上界的。因此，對節點的網絡和硬件不會帶來額外的壓力。

其次，空塊或重複交易過多確實會影響利用率和實際的交易吞吐率。因此咱們須要爲礦工們設計一個交易選擇算法，從交易等待池中，根據交易費加權隨機抽取交易，以最大限度避免交易重複。這個算法的設計應當考慮激勵兼容性 (Incentive Compatible)，以從經濟激勵上鼓勵礦工遵照這個算法。

問題8: 這個算法是否已經完成？

伍鳴@Conflux： 這個算法的設計和理論分析已經有了，如今在咱們的系統中開發實現，尚未完成。

問題9：理論基礎就是姚教授的新論文？

伍鳴@Conflux： 姚老師的論文是基於比特幣進行分析的，對咱們這個算法的理論基礎有必定的啓發。

問題10：項目是否會進行預挖？主網啓動後礦工獎勵是否會有變化，樞軸鏈和分叉鏈上的區塊的區塊獎勵是否同樣。

伍鳴@Conflux： 和以太坊同樣，創始塊會分配必定比例的代幣。每一個區塊的基礎系統獎勵開始比較多，時間長了之後會逐漸減小。

在 Conflux 中，每一個區塊的系統獎勵不是一個固定值，是根據一個規則算出來的。樞軸鏈和分叉鏈的區塊獎勵計算規則是一致的。

（小編注釋：在介紹這個規則以前，咱們先來考慮一下一種情形。在Conflux 規則裏，每一個新的區塊應該選擇一些引用邊，使全部已經存在的區塊成爲它的祖先。(具體的選邊規則參見咱們的文章)。可是一個壞人可能會出於某種目的，在挖出一個新的區塊時，僞裝沒收到或沒看見一些區塊，以獲取更多的交易費。咱們就要懲罰壞人這種行爲，僞裝沒看到的區塊越多，這個區塊的區塊獎勵越少。）

若是要具體地描述這個規則，就要先講一個概念：「光錐外區塊」(anticone-block)。什麼是「光錐外區塊」呢？在DAG中，若是兩個區塊之間沒有一條路徑，這兩個區塊的互爲對方的 「光錐外區塊」, 好比在下圖中，B和C互爲對方的光錐外區塊。

一個區塊的系統獎勵會與基礎系統獎勵和它的光錐外區塊的數量有關，光錐外區塊越多，其獎勵越少。（小編注釋：當壞人挖出一個新區塊時，那些僞裝沒收到沒看見的區塊，都會成爲新區塊的「光錐外區塊」。）如此設計，是爲了鼓勵每一個礦工遵照選擇引用邊的協議。

問題11：項目預挖的比例是多少呢。還有區塊減小的規則（好比比特幣每隔4年減半）？

伍鳴@Conflux： 這些具體的數據會在咱們主網上線以前公佈，你們能夠關注咱們的公衆號。

問題12：這個設計的會讓區塊內的獎勵會有不一樣，礦工要額外技術要挖快的預計獎勵對吧？那這樣的話，幣的數量是否會有不肯定性？由於區塊的獎勵不肯定，致使一年以後挖的幣的數量不可控？

伍鳴@Conflux： 這個設計會讓區塊內的獎勵有不一樣，可是，在正常狀況下，這個差別不會很大。咱們但願用這個差別，來鼓勵礦工們遵照協議。

問題13：Conflux預計主網上線是什麼時間，TPS能達到多少。

伍鳴@Conflux： 咱們的測試網預計在明年3月份上線，主網上線預計在明年Q3或Q4。

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小編：

在此次在線問答中，咱們發現不少關心區塊鏈的小夥伴對獎勵機制和挖礦規則很感興趣，咱們會在後期特別推出一篇關於此話題的技術文章，歡迎小夥伴們關注咱們的公衆號來隨時掌握更新狀態！