波思路实验室(英文名 bloXroute Labs,以下简称波思路)是一家通过创建区块链分发网络(BDN)为所有区块链解决扩容瓶颈的科技初创企业。波思路在以太坊(ETH)主网进行了长达一个月的实时在线挖矿测试结果,显示当下即可解决以太坊的扩容问题。

测试在八月中旬开始,即完成 BCH 挖矿测试后。波思路联合创始人兼首席执行官 Uri Klarman 评论道:「在以太坊主网上测试 BDN 是自然进程。以太坊比其他区块链拥有更多真实应用,并且它的分布式应用(DApps)开发者对提高以太坊的事务处理能力和降低其使用成本有着真实需求。如今每天以太坊要跑超过 1,000,000 笔交易,但这仅相当于替代传统支付方式所需吞吐量的 0.15%。我们测试的目的是向大家证明:通过借助 BDN 对收发区块速度的显著提升,以太坊挖矿节点将有机会使用更大的区块和提高挖矿效率,我们做到了。」

波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%

作者:Eyal Marchovich (阿勇),首席运营官

在过去的一个月里,波思路在以太坊主网上进行了挖矿测试。此次测试得到了来自包括星火矿池(SparkPool)、鱼池(F2Pool)、BTC.com 在内的全球主要以太坊矿池以及拥有以太坊全节点项目的大力支持。这是波思路第一次在主网上公开测试,迄今为止结果非常令人满意。

在设计测试时,波思路设了几个目标:确认波思路的 BDN (区块链分发网络)能给以太坊网络带来价值并解决其扩容问题;测试在现实部署情况下的网络稳定性;测试在 BCH 测试后新增的功能。

下一步测试,波思路计划通过增加挖矿节点的参与数量,从而可以得到在使用 BDN 的情况下叔块率显著下降的数据。目前来说,测试十分成功,并且波思路很高兴与大家分享初步成果,同时,波思路会继续努力帮助以太坊提升扩容能力和燃气上限。

  • 在使用 BDN 的情况下,部分节点的广播速度增幅超过 100%,接收区块时间缩短一半以上!
  • 总体而言,使用 BDN 时区块广播的平均时间为 190 毫秒,不使用 BDN 时为 250 毫秒,提速幅度达到 25%。
  • 在某些情况下,矿池接收区块的平均时间缩短 23%。
  • 正如波思路所料,相比那些具备更好网络连接的矿池节点,参与此次测试的非挖矿节点获得的优化效果更明显。
  • 中国大陆地区收发区块的延时问题是一个挑战,但结果显示使用 BDN 后情况有所改善。
  • 由于目前以太坊的区块还很小,此次测试未能充分展示波思路可提供的改善空间。随着燃气上限的提升,相信以太坊的性能会获得更大的提升。

这些结果非常鼓舞人心,同时也表明波思路可以解决以太坊的扩容瓶颈。

测试方法

本次测试由两个阶段组成:阶段一,矿池在不使用 BDN 的情况下进行常规挖矿建立基线;阶段二,矿池在使用 BDN 的情况下进行挖矿以测量性能改进效果。测试参与者需要安装一个用于采集出块和相邻节点广播数据的以太坊挖矿记录器。主要的以太坊矿池 (星火矿池(SparkPool)、BTC.com 和鱼池(F2Pool)) 运行挖矿记录器并连接 BDN。一些非波思路自营的非挖矿全节点也参与了区块广播时间数据的采集。另外,波思路使用了分布在三个数据中心(美国、欧洲和亚太地区)内的六个基准节点。其中,三个基准节点没有参与任何阶段的 BDN 测试。这两个测试阶段在相同的时间范围内(相隔一周)运行了相同的时间长度。

测试结果

波思路测试了从美国和中国大陆地区向世界各地(例如亚太地区、欧洲、中国和美国)广播区块的速度。波思路收集到约 2000 个来自中国和约 150 个来自美国的真实区块广播数据(不包含区块验证时间)。

总体而言,在不使用 BDN 的情况下区块广播平均时间为 250 毫秒,而在使用的情况下为 190 毫秒,提速增幅达到 25%。

波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%

上图展示了相同节点在使用 BDN 前后的性能差异。值得注意的是,全部节点都获得了提速,但个别节点出现了达到 50% 的更大幅度提升。

例如,最左上方的点代表从中国大陆地区到美国俄勒冈州的一个非挖矿节点的区块广播时长。不使用 BDN 时,广播平均时间为 0.42 秒,而使用 BDN 时缩短至 0.35 秒,提速增幅达 17%。哪怕经过自身网络优化的矿池也获得了提升:例如,区块从美国到达中国大陆地区的不同矿池节点只需 0.28 秒,提速增幅 23%。下图是全部结果的数据。

波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%

中国大陆地区的传播过程(包括接收和发送)

和 BCH 测试相似的是,收发来自中国大陆地区的区块广播延时仍然是主要难题。下图表明中国大陆地区收发区块的平均广播时间。如图,不使用 BDN 时,区块性能不稳定且全天波动。使用 BDN 时,区块性能更快且更稳定,这对矿池来说意义重大。
波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%
波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%

叔块率的讨论

在初步测试中,BDN 只接入了由每个矿池运营的挖矿节点,以降低操作风险,所以仅有约 5% 的新区块直接通过 BDN 进行传播。鉴于 95%的区块没有通过 BDN 进行传播,我们预计在测试中不会看到叔块率的显著下降。然而,我们对比 BDN 测试开始前两天和测试结束后两天的叔块率发现有小幅改善。虽然此次叔块率的改善结果从统计学来说并不明显,但至少表明它在未来极有可能通过 BDN 获得改善。

波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%

在下一步测试里,我们计划增加接入测试的全节点数量,包括新加入和已加入的矿池,同时要验证叔块率的实际改善效果。

结论

感谢所有参与测试的合作伙伴,包括星火矿池(SparkPool)、BTC.com 、鱼池(F2Pool)、Syscoin 和 Arcblock 等,同时感谢我们的开发团队日以继夜不懈努力。

相比那些已经在网络基础设施上做了大量投入的矿池,参与测试的非挖矿全节点获得的优化效果更明显,但同时部分矿池依然在区块广播提速方面看到了明显的改善。在年末发布第一版 BDN 之前,波思路正计划执行更大规模的以太坊测试,邀请更多的算力和节点连接 BDN 并可能尝试在提升以太坊燃气上限的情况下进行测试。

附录

波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%
波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%
波思路以太坊测试,使用其 BDN 时区块广播提速幅度 25%