摘要：哈希圖實際上描述了事件在八卦網(wǎng)絡(luò)中傳播的路徑。但是另一方面，這個機(jī)制也有非常嚴(yán)重的缺點(diǎn)共識參與者的活躍性問題。對項目的建議小建議項目也不要總拿著銀行級聯(lián)盟賬本的性能去找比特幣和以太坊等公鏈碰瓷，都不是一個賽道上有什么好比的。

親愛的好朋友們：上期小C吐了一下 IOTA。說實話，剛開始小C還有些忐忑，畢竟是小C出道的第一篇文章，文章內(nèi)容也可能會引起一些激烈的辯論。結(jié)果，有非常多的朋友給了我點(diǎn)贊關(guān)注加雞腿，這讓小C非常受寵若驚。感謝大家對小C的支持和關(guān)注，小C一定會更加努力地為大家寫出更多更好的文章，不辜負(fù)大家對小C的信任！今天小C又新鮮出爐一篇新的文章——想跟大家一起分享一下 Hashgraph 這個項目。

這個名為 Hashgraph 的分布式賬本于 2016 年橫空出世，稍晚于上次講過的“第一個使用了 DAG 技術(shù)”的公鏈項目 IOTA——如果 DAG （Directed Acyclic Graph，有向無環(huán)圖）也可以被稱為一種“技術(shù)”的話。Hashgraph 項目團(tuán)隊宣稱：“這不是區(qū)塊鏈，這是市場上第一個（甚至唯一一個）‘銀行級’的共識技術(shù)。” 1 江湖傳聞 Hashgraph 可以拳打比特幣，腳踢以太坊，靠的就是不分片即可高達(dá) 50 萬 tps 的硬實力 2 ，唯一的限制只有網(wǎng)速和想象力……順便說一下，小 C 聽說18年天貓雙11的交易量峰值是 49.1萬筆/秒，17年時候才 25.6 萬筆/秒。

1：https://www.thestreet.com/story/14385913/1/is-hashgraph-technology-just-hype-or-can-it-dethrone-blockchain-.html

2： https://www.hedera.com/whitepaper

隨手放狗搜一下 Hashgraph 就可以發(fā)現(xiàn)，無論是在 Wikipedia 還是在其他各種媒體上，這個項目的口氣都大得嚇人： “How Hedera Hashgraph is building a fast and secure blockchain alternative.”（Hashgraph 如何建造一個快速且安全的區(qū)塊鏈替代者）這樣的說法，已經(jīng)算是非常謙虛的了，其他的還有以下這些：

“Hedera Hashgraph Thinks It Can One-Up Bitcoin And Ethereum With Faster Transactions”（Hashgraph 自認(rèn)為勝過比特幣和以太坊一籌）

“Hashgraph vs. Blockchain Is the end of Bitcoin and Ethereum near?”（Hashgraph 對區(qū)塊鏈！比特幣和以太坊的末日指日可待？）

“Hashgraph wants to give you the benefits of blockchain without the limitations”（Hashgraph 想要給你們帶來無限牛逼的分布式賬本）

……

簡直一個項目要單挑所有區(qū)塊鏈了！開頭說的“拳打比特幣，腳踢以太坊”已經(jīng)算是非常謙虛的口號了。不過仔細(xì)研究以后，小 C 發(fā)現(xiàn) Hashgraph 項目團(tuán)隊確實沒有騙我——Hashgraph 真的是一個“銀行級”的公用賬本，一個只有銀行級用戶才用得起的賬本。

Hashgraph是怎么做的？

小 C 在這里先來簡單介紹一下 Hashgraph 的共識算法，對這部分比較熟悉或者不感興趣的觀眾可以直接跳到下一節(jié)。

與 IOTA 所用的 Tangle 賬本不同，Hashgraph 用了一種更規(guī)整的圖結(jié)構(gòu)“哈希圖”去存儲包含交易的區(qū)塊（每個區(qū)塊在 Hashgraph 中記為一個“事件”（event）），并通過一個 aBFT （Asynchronous Byzantine Fault Tolerant， 異步的拜占庭容錯，指系統(tǒng)在不超過三分之一的節(jié)點(diǎn)被攻擊者控制，且誠實的節(jié)點(diǎn)之間通信延遲可以被任意延長的情況下仍可以保證安全性）的共識算法來保證所有人對整個賬本達(dá)成共識。

簡單來說，Hashgraph 共識算法的基本邏輯就是：假設(shè)大多數(shù)參與者都是好人，那么當(dāng)交易被足夠多數(shù)人（比如三分之二以上的比例）見證以后，就可以確認(rèn)這些交易的順序以及它們是否有效了。只要系統(tǒng)里大部分人都是誠實的，那么多數(shù)人見證過的歷史就可以沉淀為無法改變的共識。

Hashgraph 共識算法采用了一種“見證即投票”的方式對交易歷史排序。當(dāng)一個參與者 Alice 看到有新鮮事發(fā)生的時候，比如一筆新的交易 T，就把這些新鮮事打包到一個區(qū)塊 B 里；除了親眼所見的以外，Alice 構(gòu)造的區(qū)塊還需要引用兩個更早的區(qū)塊，其中一個是 Alice 自己生成的前一個區(qū)塊，另一個是從其他參與者那里收到的最新的區(qū)塊。然后再給 B 加上時間戳和 Alice 的簽名，就可以把區(qū)塊 B 悄悄地告訴另一個隨機(jī)選擇的參與者 Bob 了。將來 Bob 就可以再通過引用區(qū)塊 B 的方式，作為見證者把 “Alice 告訴我某時某刻發(fā)生了一筆交易 T” 的信息繼續(xù)傳播給其他人。于是，Alice 發(fā)起的這筆交易 T 就能以八卦的形式在參與者之間飛快地傳播，只需要大約 log(N) 次就可以傳遍 N 個參與者。果然，八（yao）卦（yan）傳播的速度就是比正經(jīng)的廣播要快得多呢～

Hashgraph 將所有區(qū)塊按照他們之間的哈希引用關(guān)系組織成 DAG ，稱為一個“哈希圖”。哈希圖不同于一般的有向無環(huán)圖， 它有著非常鮮明的結(jié)構(gòu)特征，即每個參與者都有一條鏈，同時鏈上的每個區(qū)塊都引用一個別的鏈的區(qū)塊。哈希圖實際上描述了“事件”在“八卦網(wǎng)絡(luò)”（Gossip Network）中傳播的路徑。通過觀察本地存儲的哈希圖我們不僅可以判斷一個事件是否已經(jīng)被大多數(shù)參與者見證，還可以確定每個參與者見證不同的事件的先后順序。

Hashgraph 相對于傳統(tǒng) BFT 算法最大的優(yōu)勢，就在于 N 個參與者只需要每人發(fā)送大約 log(N) 條消息就可以完成一輪投票。要知道，在普通的 BFT 算法里，每個參與者可是要發(fā) N-1 條點(diǎn)對點(diǎn)的消息才能做完成一輪投票的。聽上去是不是很厲害？簡直 too good to be true！

為什么 Hashgraph 可以做得這么好呢？其實有一個比較微妙的小問題，只是因為 Hashgraph 相關(guān)的文檔寫到這里都是一筆帶過的，所以小 C 至今沒有看明白：傳播八卦的時候，一條消息到底有多長？

按照 Baird 2016年的 Hashgraph 論文的說法（“… Alice will choose another member at random, such as Bob, and then Alice will tell Bob all of the information she knows so far”）似乎是要 Alice 把所有知道的信息都告訴 Bob。所以，Alice 發(fā)給 Bob 的信息可能不止是一個區(qū)塊 B，還包括這個區(qū)塊 B 直接間接引用的的所有其他區(qū)塊——難道要把整個賬本的歷史都放在一條消息里發(fā)出去？即使 Alice 非常聰明，記得她上次都告訴了 Bob 哪些八卦，每次只需要同步新八卦，那么每條消息的長度也依然會達(dá)到參與者人數(shù)的線性量級。如此看來， Hashgraph 可以少發(fā)很多條消息就沒那么神奇了。因為雖然條數(shù)少了，但是新包裝的一條消息的內(nèi)容可能就長得可以繞地球1圈～

最后算下來，Hashgraph 似乎也就是一個沒有比傳統(tǒng)的 BFT 算法節(jié)約什么的 BFT 算法。

接下來，小 C 來給大家算一下 Hashgraph 的幾十萬 tps 到底是什么概念。

如果按照 Hashgraph 的測試網(wǎng)數(shù)據(jù) 25萬 tps，每筆交易按 250 字節(jié)計算， 僅同步交易就需要 250000*250=62500000 B/s=62.5 MB/s 帶寬。如果按照官網(wǎng)白皮書所說的 50萬 tps，則需要 125MB/s 帶寬。注意，這還沒有計算除了交易本身以外的任何開銷。所以在 5G 普及之前，普通用戶下載速度都趕不上 Hashgraph 增長的速度。

姑且先不討論帶寬，那么什么樣的機(jī)器才能處理每秒數(shù)十萬筆交易呢？以現(xiàn)在典型的機(jī)器配置，單核 CPU 每秒鐘也就能驗證幾千筆交易的簽名，強(qiáng)如 EOS 的超級節(jié)點(diǎn)在峰值時刻處理的交易數(shù)量也不過每秒四千筆左右。而 Hashgraph 除了處理賬本上的每筆交易以外還要維護(hù)八卦圖和虛擬投票，這又是一筆不小的開銷。

綜上所述，只有銀行級或者企業(yè)級的硬件才配得上 Hashgraph 了。

Hashgraph 超高的安全性要求三分之二以上的參與者見證才能確認(rèn)一筆交易，這樣少數(shù)壞人再也無法修改公共賬本。但是另一方面，這個機(jī)制也有非常嚴(yán)重的缺點(diǎn)——共識參與者的活躍性問題。

Hashgraph 共識參與者們必須非常活躍，否則就會因為見證人數(shù)不夠而無法達(dá)成任何共識。在現(xiàn)實中任何一個去中心化的系統(tǒng)中，普通用戶一般都是長期不在線的，能長期活躍在線的只有：1）銀行和交易所；2）莊家；3）礦工（Hashgraph 沒有 PoW，沒有礦工） 以上都是。所以，一個由銀行級和企業(yè)級用戶維護(hù)共識的公共賬本，當(dāng)?shù)闷鹨痪洹般y行級”的安全性。

小 C 建議 Hashgraph 項目也不要總拿著“銀行級”聯(lián)盟賬本的性能去找比特幣和以太坊等公鏈碰瓷，都不是一個賽道上有什么好比的。還不如好好跟別的基于 pBFT（實用拜占庭容錯）的公共賬本比比孰優(yōu)孰劣更有意義。

如果 Hashgraph 實在眼紅公鏈這塊蛋糕，也應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治?Hashgraph 在公鏈環(huán)境下的安全性，然后用同口徑的性能數(shù)據(jù)去跟別人比較，否則再怎么比也只是雞同鴨講罷了。本來嘛，如果 Hashgraph 只是做一枚安安靜靜的 BFT 賬本，不要出來喊打喊殺地要做顛覆區(qū)塊鏈的“Blockchain killer”，我們也不會想起來要拍它不是嗎？就像裘千丈裘老前輩的職業(yè)規(guī)劃如果是做一名魔術(shù)師或者雜技演員，那絕對是一位德藝雙馨的老藝術(shù)家，也不會挨打?qū)Σ粚Γ?/p>

事實上，Hashgraph 項目也確實是按照聯(lián)盟賬本搞的，他們組織了一個由 39 個組織和企業(yè)構(gòu)成的委員會去維護(hù)和運(yùn)行這個分布式的賬本。

至于開不起銀行的普通用戶嘛……我覺得支付寶和微信都是不錯的企業(yè)級賬本和 APP 平臺。他們?nèi)绻敢獍迅鞯氐臋C(jī)房拆分成不同的公司分別運(yùn)營甚至賣掉幾個的話，應(yīng)該也能達(dá)到不輸 Hashgraph 的“去中心化”程度。

好了，這一期的內(nèi)容就先到這里了！小伙伴們，如果你們看后感覺到了歡樂，覺得內(nèi)容充實又有趣的話，記得多都支持我呀！動動手指點(diǎn)個贊，關(guān)注一下我們公眾號吧~

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