摘要：和比特币最初的大小相比，一年多来分叉链对区块大小的调整就像是一场大跃进一样。年月，从比特币分叉，并且将区块定到了大小，今年月将区块大小调整到。据报道，直接恢复完整区块的成功率高达这大大降低了比特币区块传遍全网的时间。
在2018年11月的BCH 分叉中，Bitcoin SV 阵营希望将区块大小在现有的基础上继续增加，增加到 128MB 大小。而 Bitcoin ABC 阵营认为 32MB 大小已经足够。和比特币最初的 1MB 大小相比，一年多来分叉链对区块大小的调整就像是一场大跃进一样。这么做真的没问题吗？我们从学术研究的结论中为您寻找答案。
区块扩容的历史我们都知道，在比特币创世时，采用了 1MB 区块大小的限制。在最初的几年，比特币受到的关注有限， 1MB 大小被填满的次数也不多，大家似乎没有觉得 1MB 有很大问题。
随着比特币受到的关注越来越多，比特币的吞吐率局限性日益凸显。按平均一笔交易 250 字节计算，比特币每秒只能处理不到 7 笔交易。
为了缓解效率问题，隔离见证，2M 区块大小的等方案被提出。2017年8月，BCH 从比特币分叉，并且将区块定到了 8MB 大小，今年 5 月将区块大小调整到 32MB。在本次分叉中，Bitcoin SV 更是提出了 128MB 的巨大区块。
区块大小对安全性的影响早在2015年的时候，学术界就对区块大小和出块时间对安全性的影响进行了研究。其结论简单来说，在最长链规则下，区块大小和出块速度的对安全性的影响可以用一个比值概括：
区块传遍全网时间 / 出块间隔时间这个比值会影响双花攻击需要的算力。比值越大，进行双花攻击需要的算力越小，安全性越低。
（注：如果诚实的矿工们算力相对集中，也会提高安全性。区块传遍全网的时间可以把长尾切掉，比如说，传遍95%的算力节点视为传遍全网。）
比特币对提高传播速度的不懈努力和十年前的网络环境相比，如今的网速大大提高。发送同样大小的数据需要的时间更少。不仅如此，在2016年的时候，比特币还通过实现紧凑区块(Compact Block)来降低传输时间。
与保留全部交易信息的完整区块不同，紧凑区块中只保留交易的短 ID（仅6个字节）。当一个节点挖出区块时，只在网络中传播紧凑区块。收到紧凑区块的节点先尝试从自己的交易池中恢复完整区块，当恢复失败时，再尝试向邻居节点请求冲突或丢失的交易。
对于 1MB 大小的完整区块，紧凑区块仅有 15KB 的大小。据报道，直接恢复完整区块的成功率高达 86%. 这大大降低了比特币区块传遍全网的时间。统计数据显示，2016 年 12 月的区块传播时间只有 1 月的不到六分之一。
那么，调大区块到底安全吗？和比特币运行初期相比，如今区块传遍全网时间已经大大降低。就安全性而言，1M 的区块大小已经非常地保守了。即使将区块大小增加到 8MB , 也可以获得近似于 3 到 5 年前比特币的安全性。
然而，对于 32MB 这样大的区块，其安全性就需要谨慎考量了。虽然使用紧凑区块技术依然可以做到大约 500KB 大小的实际传输量。但当网络中的交易越来越多的时候，可能有大量交易堵在路上，导致完整区块的恢复成功率大大降低，最终导致传输时间过长。
而 128MB 区块大小就近乎疯狂了，更可怕的是，这个方案的拥护者们似乎完全没有考虑过上述问题。笔者粗略估计，除非算力集中，否则 128MB 区块可能面临严重的安全性问题。但如果算力真的集中起来，它和一个中心化系统的区别又有多少呢？
概括来说，适当地调大区块可以缓解吞吐率问题，但是无底线地调大区块，势必会造成严重的安全性问题。
最重链规则：降维打击式解决安全与效率两难问题上面所述的问题，只局限在最长链规则之下，所以我们可以从另一个维度去考虑。GHOST 共识协议设计了最重链规则，无论区块大小和出块速度怎么调整，双花攻击都需要 50% 的算力。
Conflux 基于 GHOST 协议改进和实现，通过有向无环图结构，在保证安全性的前提下，在跨大洲模拟实验中实现了每秒 1.6MB 数据的吞吐，相当于 6400 笔交易。这一表现为打造高效率的 PoW 公链提供了坚实的共识基础。
参考文献：
[1] Sompolinsky, Yonatan, and Aviv Zohar. "Secure high-rate transaction processing in bitcoin." International Conference on Financial Cryptography and Data Security. Springer, Berlin, Heidelberg, 2015.
[2] Li, Chenxing, et al. "Scaling Nakamoto Consensus to Thousands of Transactions per Second." arXiv preprint arXiv:1805.03870 (2018).
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作者：李辰星(lylcx2007@gmail.com), 公链项目 Conflux 研究成员
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