RSK2008 年，Satoshi Nakamoto（中本聰）通過創(chuàng)建比特幣徹底改變了支付方式。比特幣包含了所謂“智能合約”的非常有限的實施，這是 1993 年由 Nick Szabo 引入的一個概念。

從那時起，許多研究致力于創(chuàng)建支持完整圖靈完備分布式程序的新型加密貨幣?，F(xiàn)在人們普遍相信，可以構建有用、安全和確定的虛擬機來實現(xiàn)這一目標。

我們認為，為了使比特幣成為全球領先的加密貨幣，新的用例是必要的，增加智能合約能力是確保未來發(fā)展的關鍵?？紤]到這一點，我們創(chuàng)建了智能合約平臺 RSK，可將圖靈完備虛擬機整合到比特幣。它還為網絡提供了其他增強功能，例如更快的交易處理和更好的可擴展性，我們也相信這些功能將支持新的使用情景。

RSK 是 QixCoin 的演變，QixCoin 是由同一開發(fā)團隊于 2013 年創(chuàng)建的圖靈完備加密貨幣。RSK 通過近乎即時的確認提供改進的支付體驗。它目前達到每秒 300 次交易，并可在不到 20秒的時間內確認大部分付款。而且，仍然基于比特幣具有的相同安全保證，支持 SHA-256D合并挖掘。

RSK 作為比特幣側鏈工作。當比特幣轉移到 RSK 區(qū)塊鏈時，它們變成 “SmartBitcoins”（SBTC）。SmartBitcoins 相當于存在于 RSK 區(qū)塊鏈中的比特幣，它們可以隨時轉回比特幣，無需額外費用（標準 RSK 交易費除外）。SBTC 是 RSK 側鏈用于支付礦工進行交易和合約處理的基礎貨幣。沒有貨幣發(fā)行：所有 SBTC 都是來自比特幣區(qū)塊鏈的比特幣。

RSK 在以下領域強化了比特幣：

? 圖靈完備的 RSK 虛擬機（RVM）允許智能合約

? 平均在 10 秒內首次確認交易

? 將 PoW 與基于備份閾值簽名的聯(lián)合挖掘相結合的安全合并挖掘

? 嵌入式低延遲快速中繼骨干網成為點對點 gossip 網絡。

? 使用側鏈進行雙向掛鉤（目前是聯(lián)合掛鉤，全自動掛鉤待比特幣改進）

縮略詞：“RSK” 是指 Rootstock（平臺），相關術語是 “RSK 協(xié)議”（規(guī)范）和“RSK 參考節(jié)點”（參考實現(xiàn)），原生 RSK 貨幣是 “SmartBitcoin”，而 “SBTC” 是 SmartBitcoin 貨幣的符號，“BTC” 是指比特幣貨幣，“比特幣”是指比特幣協(xié)議。

比特幣利益相關者的協(xié)調與價值保護

RSK 治理的主要目標是通過創(chuàng)建與其當前活動完全一致的獎勵以調整比特幣的主要利益相關者。這種理念直接反映在其核心架構中，其中比特幣礦工提供工作證明塊驗證所需的散列能力，行業(yè)領導者（交易所、錢包和支付處理器）集成了創(chuàng)建驗證檢查點并簽署雙向掛鉤贖回交易的聯(lián)合。

最重要的是，RSK 基于投票系統(tǒng)決定對其平臺的改進，其中礦工、行業(yè)領導者、比特幣/ RSK持有者和核心開發(fā)人員做出最終決定。

治理模式

社區(qū)中的每個參與者都擁有為社區(qū)提供最佳服務的專業(yè)知識：交易所和網絡錢包知道如何保護比特幣儲蓄，礦工知道如何實現(xiàn)大規(guī)模挖掘操作以確保用戶的交易，Blockhain 公司在新用例方面進行創(chuàng)新，讓夢想成真，核心開發(fā)人員擁有技術專長，知道如何應對即將到來的技術挑戰(zhàn)，節(jié)點維護人員提供基礎設施和網絡連接，用戶是系統(tǒng)的核心，提供信任和流動性。

RSK 治理模式旨在通過提供由 5 個席位組成的治理委員會來代表社區(qū)的所有參與者。礦工將能夠以散列能力投票（1 票），比特幣和 RSK 用戶將投票通過股權證明（1 票），交易所和網絡錢包將投票通過聯(lián)盟（1 票），RSK 和比特幣核心開發(fā)者將擁有一個特殊的門檻投票系統(tǒng)（1 票），最后一次投票將提供給一個非盈利的比特幣機構，例如比特幣基金會，它可以代表更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)。如果是以太坊社區(qū)的代表，也可以向以太坊基金會提供機構投票權。

保護比特幣礦工的投資

2016 年 8 月比特幣挖掘盈利率將降至 50% 以下，原因是 25 BTC 對 12.5 BTC 的區(qū)塊獎勵減少。數以億計的挖掘硬件將立即過時。這可能包括當今市場上的所有挖掘機器，因為將在2017 年之前開發(fā)和銷售兩代芯片（更快且功耗更低）。幾乎所有尚未更換硬件的現(xiàn)有礦工都會發(fā)現(xiàn)他們的挖掘業(yè)務已經結束。RSK 合并的挖掘能力使其為這些礦工提供了至少繼續(xù)營業(yè)四年的機會。由于比特幣合并礦工可以以零邊際成本開采兩種硬幣，只要 RSK 挖掘提供的額外收入彌補了盈利差距，礦工仍然可以開采比特幣。

此外，減半的挖掘盈利能力下降將進一步集中于低成本礦工，這將增加比特幣的網絡漏洞。因此，RSK 還可以在促進廣泛的盈利礦工基礎方面發(fā)揮關鍵作用，從而提高比特幣的安全性和價值。

此外，從今天開始，通過最低成本并為 RSK 創(chuàng)建應用程序，比特幣礦工不僅可以保護他們的投資，還可以開發(fā)一個全新的商機。

保護比特幣/ RSK 雙向掛鉤

領先的比特幣公司將整合一個聯(lián)盟，該聯(lián)盟將發(fā)揮基本作用，確保比特幣和 RSK 區(qū)塊鏈之間的資金轉移。作為交換，他們將從資金流入和流出之間的結算所產生的費用中獲利。

降低比特幣交易費用和穩(wěn)定價值資產發(fā)行

目前的比特幣持有者和潛在用戶已經發(fā)現(xiàn)他們對貨幣系統(tǒng)的使用局限于某些用例（即投資、全球支付網絡），主要是由于比特幣價格波動，但由于交易費用可能增加，這種約束在未來下一個比特幣減半時可能會惡化 。

RSK 通過提供幾乎即時的交易驗證（20 秒）和資產發(fā)行來提供解決方案，其價格與法定貨幣或其他穩(wěn)定商品的價格掛鉤。在保持比特幣作為儲備貨幣的同時降低交易中的波動風險會增加比特幣的整體價值。

比特幣安全加固

在下一個比特幣獎勵減半的情況下，過時的挖掘硬件將以數十億美元的價格私下或在線銷售。這將打開一個漏洞窗口，讓攻擊者可以用很少的錢購買大量的散列能力并執(zhí)行 51% 的攻擊。安全性的降低也可能影響硬幣的感知價值。通過 RSK 合并挖掘提高比特幣挖掘的盈利能力，比特幣網絡可能會阻止散列率直線下降。

RSK 作為低成本的 BTC 支付網絡

如果比特幣塊的大小沒有通過硬分叉增加，當下一個比特幣獎勵減半時，某些應用程序的比特幣交易費可能會變得過高。由于 RSK 塊可以容納比比特幣塊更多的交易，RSK 自然會提供更低的費用。

比特幣的未來及其交易費用尚不清楚：目前，關于最大塊大小變化的爭議性提案將對未來的交易費用產生很大影響。在下表中，我們嘗試預測未來情景，并在增長和分叉的合理假設下比較 RSK 和比特幣。

從上面的圖表中需要注意的是，交易費用估算基于未經證實的事實，即 BTC 價格在 2016 年期間將保持在約 240 BTC/美元。如果在此期間價格上漲十倍，那么交易費也會增加，使得比特幣區(qū)塊鏈可用作銀行間清算系統(tǒng)，而不是支付網絡。同樣值得注意的是，離線支付系統(tǒng)可能出現(xiàn)，提供更便宜的支付，但同時集中網絡，并改變其分散的性質。

下表顯示了 2016 年底可能出現(xiàn)的未來情景，假設網絡散列難度與 BTC 價格上升率相同：

隨著包含比特幣交易的成本增加，用戶將轉向具有較低交易成本的平臺，例如 RSK

RSK 用例

RSK 平臺提供了由 Nick Szabo 在 1993 年提出的圖靈完備智能合約。同時，RSK 的 VM 向后兼容以太坊 VM，因此 RSK 為開發(fā)以太坊的開發(fā)人員提供了從比特幣區(qū)塊鏈的穩(wěn)健性中受益的機會。下面我們列出了可以通過 RSK 開發(fā)的潛在智能合約和用例列表。

微支付渠道和中心輻射網絡

小額支付渠道允許雙方進行安全的定期低價值支付，而無需為每筆付款支付費用，但渠道關閉時僅一次。

中心輻射網絡允許相互不信任，且信任度最低的用戶使用支付渠道間接地使用支付渠道進行低成本的一次性支付。RSK 允許中心輻射網絡以最小的麻煩直接實現(xiàn)，并與標準電子錢包局部接口。

點對點分布式交換

使用 TierNolan 協(xié)議，RSK 支持充當點對點交換的合約。還可以輕松創(chuàng)建訂單簿中的自動匹配。這允許分布式市場超過獨立的區(qū)塊鏈，在沒有第三方的情況下交換加密資產。

零售支付系統(tǒng)

RSK 允許 BTC 在全球范圍內用于每日零售交易。比特幣零售使用的主要限制之一是其確認時間（從 10 分鐘到 1 小時以確保不可逆轉性）。RSK 允許消費者在幾秒鐘內通過確認，從而受益于比特幣安全性。商家可以立即接受付款而無需第三方網關。任何平臺在零售市場取得成功的另一個關鍵因素是能夠支持大量的每秒交易量（tps）。RSK 網絡使用 DéCOR+ 協(xié)議，允許通過比特幣區(qū)塊鏈處理高達每秒 300 次交易（是 Paypal 的兩倍）

托管服務

RSK 允許創(chuàng)建智能托管服務，其中 oracles 簽署（或不簽署）定義是否應該執(zhí)行（或不執(zhí)行）的交易，而不與托管下的資金進行任何聯(lián)系。

加密資產創(chuàng)建

RSK 允許創(chuàng)建由比特幣網絡保護的加密資產（或 altcoin）。鑒于 RSK 可以靈活地為合約的燃料定價，這些應用程序（與所有其他應用程序一樣）可以用于學生、銀行和公司。

資產證券化

RSK 還允許創(chuàng)建由實際資產支持的數字代幣。這可用于數字化商業(yè)化 REIT、股票、發(fā)行債務或任何其他資產（或未來的進展）。這一特定用例將為發(fā)展中國家的小企業(yè)提供獨特的解決方案，傳統(tǒng)金融市場現(xiàn)在可以滿足營運資本或資本增長的需求。

分散匯款

這種特殊用例在發(fā)展中經濟體中尤其重要，因為沒有銀行賬戶/無證件的人口必須支付高利貸費，以便向家人匯款以獲取食物和住所。

知識產權保護/登記

RSK 允許開發(fā)能夠復制所謂存在證明的合約，以允許個人和公司在比特幣區(qū)塊鏈安全性的任何給定時間點證明某個文件（或產權）的存在。由于土地登記機制不可靠，這個用例在拉丁美洲，非洲和亞洲的社會中尤其重要。

投票系統(tǒng)

作為加密資產的一個特例，RSK 允許創(chuàng)建數字投票，以最低成本實現(xiàn)極其安全和透明的選舉。

小額貸款

超過 50% 的全球人口無法使用傳統(tǒng)的金融體系。缺乏信用是導致我們全球社會現(xiàn)在面臨的經濟不平等的直接原因。RSK 允許開發(fā)可擴展的數字小額租賃合約，為世界上 30 億最貧困的居民提供信貸。

供應鏈可追溯性

RSK 還允許創(chuàng)建數字錢包以（數字化）追溯和跟蹤某個產品或批次的物理位置。這種合約在零售、食品和醫(yī)療保健等行業(yè)尤其有用。與所有其他用例一樣，通過使用 RSK，可以以最低成本實現(xiàn)比特幣區(qū)塊鏈的安全性。

在線聲譽和數字身份

發(fā)展中國家面臨的主要問題之一是窮人缺乏文件和身份證。這可能導致窮人無法投票、獲得醫(yī)療保健、報告犯罪/虐待和獲得經濟援助。RSK 允許以極低的成本創(chuàng)建與比特幣區(qū)塊鏈一樣安全的數字全球注冊表。

游戲內全球貨幣

許多多人游戲都有游戲內經濟，包括私有貨幣。隨著這些游戲的發(fā)展，虛擬貨幣變得像法定貨幣一樣對用戶有價值，并且通常在二級市場上交易。通貨膨脹、作弊和在線盜竊成為用戶關注的問題。此外，游戲公司可能面臨用戶虛擬貨物寄售在法律和安全方面的障礙。隨著世界變得全球化，虛擬游戲也將變得全球化，并且玩家會因為在一個游戲中賺取的錢不能輕易地花在另一個游戲中而感到不快。RSK 可以通過允許游戲接受 BTC（相當于 RSK 幣）進行游戲內支付，或者創(chuàng)建受 RSK 保護的私人數字資產來解決這些問題。RSK 支付可以與低面額的閉環(huán)系統(tǒng)一樣快，因此游戲引擎可以使用 RSK 作為游戲內購買系統(tǒng)，用于玩家到玩家的交易以及公司到玩家的虛擬產品。只需點擊 URL 或掃描 QR 碼，就可以使用標準玩家的外部電子錢包軟件觸發(fā)交易，還可以向游戲公司支付傭金。

互聯(lián)網Du Bo和預測市場

快速付款也意味著快速支付。像 SatoshiDice 這樣的比特幣Du Bo網站已經設法使用 0 確認和鏈式交易提供無注冊快速投注體驗，但是對于Du Bo網站存在安全風險。RSK 允許通過近乎即時支付進行下注并進行區(qū)塊確認。

公平游戲

通過整合智能合約，并結合精心研究的加密協(xié)議（如 Mental Poker），RSK 能夠提供一個開放和公平的紙牌游戲平臺，而無需受信任的第三方進行搜索。

這些只是可以使用底層比特幣技術在 RSK 平臺上開發(fā)和編程的許多其他示例中的幾個示例。值得一提的是，比特幣礦工（通過合并挖掘）將成為運營這些合約的人，并從運行這些合約所消耗的絕大部分燃料中受益。

技術概述

RSK 平臺的核心是以下組合：

● 圖靈完備的資源計算確定性虛擬機（用于智能合約）

● 雙向掛鉤比特幣側鏈（用于 BTC 計價交易）

● 動態(tài)混合合并挖掘/聯(lián)盟共識協(xié)議（用于共識安全性）和低延遲網絡（用于快速支付）。

圖靈完備虛擬機

RSK 虛擬機（RVM）是智能合約平臺的核心。智能合約由大部分網絡節(jié)點并行執(zhí)行。執(zhí)行智能合約的結果可以是處理合約間消息，創(chuàng)建貨幣交易以及更改合約持久性存儲器的狀態(tài)。

RVM 操作碼級別與 EVM 兼容，允許以太坊合約在 RSK 上完美運行。在第一個版本中，VM 通過解釋執(zhí)行。對于下一個版本，計劃通過動態(tài)地將 EVM 操作碼重定向到類似 Java 的字節(jié)碼的子集來模擬 EVM，并且安全強化和內存受限的類似 Java 的 VM 將成為新的 VM（RVM2）。

這將使 RSK 代碼執(zhí)行具有接近本機代碼的性能。

主要特點：

? 獨立 VM，但在操作碼級別與 EVM 兼容。

? RSK 為以太坊用戶提供了使用比特幣網絡安全運行項目的可能性。

? 用于快速 int32 算法和更好的即時編譯的新操作碼 （計劃好的），以獲得更好的性能。

側鏈

側鏈是一個獨立的區(qū)塊鏈，其本國貨幣通過使用付款證明自動與另一個區(qū)塊鏈貨幣的價值掛鉤。當兩種貨幣可以自由、自動地交換并且不進行價格談判時，則存在雙向掛鉤。在 RSK 中，SmartBitcoin（SBTC）與 BTC 雙向掛鉤（更確切地說，RSK 中的最小賬戶單位 Rootoshi 與比特幣的最小賬戶單位 Satoshi 掛鉤）。

實際上，當 BTC 交換為 RTS 時，在單個交易中區(qū)塊鏈之間沒有“轉移”貨幣，因為比特幣無法驗證另一個區(qū)塊鏈上余額的真實性。當轉移發(fā)生時，某些 BTC 被鎖定在比特幣中，并且相同數量的 SBTC 在 RSK 中被解鎖。當 SBTC 需要轉換回 BTC 時，SBTC 再次被鎖定在 RSK 中，同樣數量的 BTC 在比特幣中被解鎖。

半無需信任側鏈

可以在兩個平臺上使用智能合約創(chuàng)建完全信任且無第三方的雙向掛鉤。但由于比特幣當前不支持智能合約或本機操作碼來驗證外部 SPV 證明，因此 RSK 中的雙向掛鉤系統(tǒng)的一部分需要對一組半可信第三方（STTP）的信任。單個 STTP 不可控制鎖定的 BTC，但只有大多數STTP 能夠釋放 BTC 資金。STTP 臨時存儲鎖定的 BTC，并解鎖 BTC 以支付比特幣用戶 SBTC被鎖定在 RSK 中以被轉移回比特幣。

在 RSK 中，保護鎖定資金的 STTP 正是聯(lián)盟成員。這是因為聯(lián)盟激勵措施與 STTP 高度一致：它們必須是備受尊重的社區(qū)參與者，例如大學，并且他們還必須具備維護安全網絡節(jié)點的技術能力。資金的鎖定和解鎖由這個安全的網絡節(jié)點完成，無需任何人為干預。因此，成為聯(lián)盟一部分的要求是能夠審核為節(jié)點提供動力的軟件的正確行為，特別是關于決定釋放 BTC 資金的組件的正確性。我們計劃創(chuàng)建防篡改硬件，以強制執(zhí)行聯(lián)盟驗證算法，以進一步提高安全性。

一旦比特幣添加特殊的操作碼或可擴展性來驗證 SPV 證明作為硬分叉，并且一旦證明新系統(tǒng)安全且無需信任，將不再需要作為 STTP 的聯(lián)盟角色，并且 RSK 團隊將實施更改以使 RSK 適應無需信任系統(tǒng)。

動態(tài)混合合并挖掘/聯(lián)盟

我們相信 PoW 是唯一能夠以低成本防止重寫區(qū)塊鏈歷史記錄的共識系統(tǒng)。所有其他不消耗寶貴的挖掘資源的共識系統(tǒng)都有這個缺點，并依賴聲譽，并防止匿名參與挖掘。所有其他共識系統(tǒng)都要求新用戶信任一組參與方以查找已分類帳的經過身份驗證的檢查點。

基于具有低孤兒浪費的周期性塊的高速率 PoW 共識要求礦工在每次網絡解決新塊時停止其硬件礦工并重新啟動它們以在新的標頭中間狀態(tài)下挖掘。這導致平均挖掘時間差或中間狀態(tài)切換的網絡延遲更大。這些差距降低了比特幣挖掘的效率，即使它們只消耗了幾毫秒。因此，RSK 使用 DECOR + 區(qū)塊獎勵分享方案來減少競爭并允許礦工延遲切換到 RSK 最佳區(qū)塊。如果礦工每次發(fā)現(xiàn) RSK 塊時都切換硬件，他們就會爭奪完整的 RSK 塊獎勵。如果他們切換遲延，并繼續(xù)挖掘過去的塊提示，他們會創(chuàng)建叔叔，并獲得塊獎勵的份額。在這些情況中，他們都不是完全孤兒，因為 DECOR + 向叔叔支付獎勵，而 GHOST 規(guī)則將叔叔視為正常的塊并確保最佳鏈。因此，BTC 挖掘的效率最大化。

正如我們所預期的那樣，RSK 散列能力將低于總 BTC 散列能力 50% 的時期。這將使網絡容易受到 51% 攻擊，其中剩余的散列能力優(yōu)于現(xiàn)有的 RSK 散列能力以進行雙倍花費。

為了防止這種情況，RSK 包括用于 PoW 挖掘塊的聯(lián)盟檢查點。聯(lián)盟檢查點由聯(lián)盟成員簽署，客戶可以使用大多數簽名來更好地確定哪個是最佳鏈。此外，RSK 還有最后協(xié)議，如果挖掘能力低于比特幣散列能力的 5%，聯(lián)盟就能夠創(chuàng)建簽名塊。默認情況下，如果 Roostock 散列能力超過最佳鏈中觀察到的最大 BTC 散列難度的 66% 并且塊中支付的費用高于或等于比特幣塊的平均獎勵，客戶端則將停止使用聯(lián)盟檢查點。

RSK 平臺將與知名和社區(qū)受尊重的成員聯(lián)合推出。每個成員都由檢查點簽名方案的公鑰標識。聯(lián)盟能夠使用和嵌入投票系統(tǒng)添加或刪除成員，盡管這些操作需要高比例的成員投票。

RSK 創(chuàng)始人的目標是 RSK 網絡將激勵合并挖掘。然而，RSK 對于合并挖掘短缺非常強大，因為聯(lián)盟在短缺情況下會自動用于保護網絡。

主要特點：

? 挖掘獎勵的 1 天到期日。

? 聯(lián)盟成員檢查點

? 在引導期間對嵌入的檢查點進行編碼

? 合并挖掘預計比特幣挖掘效率不會下降（即時中間狀態(tài)切換小于 0.1%，后期切換小于 0%）

快速支付和低延遲網絡

RSK 旨在成為更好的支付網絡。為了實現(xiàn)快速支付，已經開發(fā)了幾種解決方案：

- 使用無競爭塊選擇（例如，Hyperledger、Ripple、閉環(huán)系統(tǒng)）

- 使用中心輻射網絡（例如比特幣閃電網絡）

- 使用高 PoW 塊速率

中心輻射網絡增加了新的集中化節(jié)點，并要求客戶端錢包完全適應完全不同的新支付模式。雖然這樣的替代方案可以很容易地在 RSK 上實現(xiàn)，但不是快速支付的本機系統(tǒng)。RSK 采用DECOR + 和 FastBlock5 協(xié)議，允許達到 10 秒的平均塊速率，不會為挖掘集中化創(chuàng)造激勵，是自私挖掘和激勵兼容。

主要特點：

? 10 秒塊間隔

? 兩階段塊傳播（2SBP）協(xié)議

? 推送缺失交易（PMT）協(xié)議

? 最后競爭塊的完全網絡傳播，以防止自私挖掘并降低過時的塊速率。

? 延遲交易包含啟發(fā)式（DTI）。每個礦工的塊交易隊列上的交易延遲 5 秒，以允許盡可能快的塊驗證，因為交易已經存在于網絡每個節(jié)點的池中。

? 新的網絡命令，用于傳播具有時間關鍵優(yōu)先級的塊標頭。

? 新的網絡命令，用于在塊標頭傳播后立即傳播塊交易散列列表。

? 在未驗證塊啟發(fā)式（MUB）上挖掘。使用未驗證的交易在塊標頭上進行挖掘，并使用5 秒的回退。

? 塊標頭在沒有交易時被標記（coinbase 除外）

? 每個連接協(xié)議的兩個優(yōu)先級流（2PSC）。具有消息切片的新消息傳輸層允許具有不同優(yōu)先級的兩個并行會話。這允許通過高優(yōu)先級會話發(fā)送塊標頭，并中斷通過低優(yōu)先級會話傳輸的任何消息。

? 局部路由優(yōu)化協(xié)議（LRO）?；趯Φ葍?yōu)先級的局部最優(yōu)塊路由?；趯Φ葍?yōu)先級的局部最優(yōu)交易路由

? DECOR+ 競爭塊之間的獎勵共享協(xié)議。

? GHOST 鏈加權協(xié)議。

RSK 功能比較

我們嘗試將 RSK 與其他區(qū)塊鏈進行比較，并且我們表明 RSK 基本上提供了更好的技術選擇而不會破壞分散化，其中分散化被測量為運行全節(jié)點實例成本的倒數。

即時付款技術預覽

自從比特幣創(chuàng)建以來，基于 PoW 塊鏈的加密貨幣的間隔越來越小。首先是間隔 10 分鐘的比特幣，然后使用 2.5 間隔的 LiteCoin，然后是 1 分鐘的 DogeCoin，30 秒的 QuarkCoin 和12 秒的以太坊。每一種新的加密貨幣都會將其降低一點，但很少有設計師真正知道這樣做的含義是什么。要了解塊間隔如何影響加密貨幣網絡的穩(wěn)定性和能力，必須考慮幾個因素。首先，影響短確認間隔可行性的最重要因素是產生的過時塊的數量。另外兩個因素主要影響過時的塊速率：塊傳播協(xié)議和從頂級礦工到頂級礦工的塊傳播時間。對于 RSK，我們仔細分析了這些因素并運行模擬，以驗證網絡的性能，可用性和安全性。在本節(jié)中，我們將回顧 RSK用于降低過時塊速率的新協(xié)議。

DECOR +協(xié)議

在比特幣中，當兩個或更多礦工解決了同等高度的區(qū)塊時，存在明顯的利益沖突。每個競爭礦工都希望剩下的礦工選擇他的區(qū)塊作為最佳鏈條，而其余的礦工通常無所謂選擇哪一個。然而，所有剩下的誠實的礦工和用戶都希望他們都選擇相同的區(qū)塊提示，因為這會降低自然逆轉概率。理想的解決方案是激勵沖突中的礦工選擇同一父級，DECOR +為融合選擇設置正確的經濟激勵，而不需要礦工之間的進一步互動。DECOR +，一種鼓勵經濟上解決沖突的獎勵分享策略，以便：

1. 當所有各方都能訪問相同的塊鏈狀態(tài)信息時，確定性地解決沖突。

2. 所選擇的決議是最大化所有礦工收入的決議，既適用于沖突中的礦工，也適用于其他礦工。

3. 解決沖突的時間可以忽略不計。

塊傳播協(xié)議

比特幣和以太坊通過將塊標頭與塊中包含的所有交易包裝在塊中來轉發(fā)每個塊。眾所周知，這種策略雖然是最易于分析的，但眾所周知在塊傳播延遲和帶寬使用方面都表現(xiàn)不佳，而且這種情況加倍。比特幣礦工使用快速中繼網絡部分解決了這個問題：這是一個集中式主干，以壓縮形式中繼塊，并由單個用戶維護。RSK 誕生時嵌入了網絡協(xié)議的快速中繼網絡，低延遲屬性來自網絡拓撲，不需要集中化。

兩級塊傳播（2SBP）

RSK 塊分兩個階段發(fā)送：在第一階段，只發(fā)送塊標頭。在第二階段，發(fā)送塊中包含的交易散列列表。使用 2SBP，信道容量加倍，允許在每個塊中存儲更多交易。在每個節(jié)點已經接收到塊標頭和與塊標頭相關聯(lián)的交易散列列表之后，該節(jié)點嘗試重構該塊以便完全驗證。

推送缺失交易協(xié)議（PMT）

由于每個節(jié)點存儲由其對等體通告的交易散列值，因此礦工還立即發(fā)送他已知在每個對等池中丟失的塊中包括的交易。這完全消除了第二次交互以請求附加交易的需要。在對等方詢問之前發(fā)送丟失的交易是 2SBP 協(xié)議的第三階段。

延遲交易包含啟發(fā)式（DTI）

礦工僅包括在幾秒鐘之前收到的交易。這確保了在塊被挖掘之前對等體已經已經接收到交易的高概率。請注意，延遲交易是礦工的最佳利益，因為它減少了塊驗證時間，因此降低了競爭塊的機會。當未驗證塊啟發(fā)式挖掘（MUB）在網絡中生效時，不需要此優(yōu)化。

立即塊標頭傳播（IBHP）

當接收到最新塊的塊標頭時，節(jié)點將在檢查交易或塊的有效性之前轉發(fā)塊標頭，并且僅在前向時檢查塊 PoW 和高度。這允許報頭在不到一秒的時間內通過網絡傳播。

每個連接協(xié)議的兩個優(yōu)先級流（2PSC）

每個網絡連接包括兩個具有兩個不同優(yōu)先級的邏輯雙向流。即使在低優(yōu)先級流上發(fā)送較低優(yōu)先級消息，高優(yōu)先級流也用于立即發(fā)送塊標頭。

未驗證塊啟發(fā)式挖掘（MUB）

然后，在固定間隔期間，即使交易仍然丟失，節(jié)點也可以開始在標頭頂部挖掘空塊。在該間隔之后，他們恢復在以前挖掘的區(qū)塊內繼續(xù)挖掘。這些空塊減少了有效帶寬和塊鏈存儲使用，但模擬顯示如果使用 DBI，則生成的空塊數量，以及存儲空塊所需的空間和 TPS 的減少量都很低。

局部路由優(yōu)化協(xié)議（LRO）

減少過時塊的數量對于減少內部礦工傳輸延遲非常重要。RSK 網絡經過動態(tài)優(yōu)化，可以減少礦工間的延遲，并優(yōu)先確定礦工之間的流量。換言之，RSK 在對等網絡中嵌入快速中繼網絡，通過地理定位和最佳局部路由增強了 gossip 協(xié)議。內部挖掘機塊轉發(fā)路徑是塊傳播的關鍵路徑，因此對于對等網絡而言極為重要。在關鍵路徑中對等網絡中存在的非礦工網絡節(jié)點傾向于增加過時塊的速率。關鍵路徑中的非礦工節(jié)點（例如最終用戶或監(jiān)控節(jié)點）只能作為弱匿名化跳躍服務于礦工。為了僅從局部節(jié)點決策創(chuàng)建關鍵路徑，使用 LRO 協(xié)議完成節(jié)點的優(yōu)先級排序。該協(xié)議創(chuàng)建了有向無環(huán)圖（DAC）的動態(tài)嵌入到 RSK 網絡的隨機拓撲中，其中該DAC 最佳地連接礦工。

重新使用比特幣挖掘網絡

具有大型挖掘池的集中式挖掘網絡往往比完整的分布式挖掘拓撲產生更少的狀態(tài)塊。因此，對于快速支付，基于 SHA-256D PoW 的加密幣優(yōu)于非 ASIC 友好的基于 PoW 的加密幣。

網絡的真實拓撲

比特幣設計假設網絡類似于隨機圖，具有一定的平均出度和度數。雖然這在現(xiàn)實中遠非如此，但網絡節(jié)點采取局部決策以避免形成地理集群（至少對于外向連接）。這不是幫助塊傳播的最佳拓撲。塊傳播的最佳拓撲結構是通過鼓勵它們之間的直接連接或通過在它們之間更快地路由塊來更好地服務于頂級礦工。直接的礦工到礦工骨干也可以幫助顯著減少陳舊塊的數量。已經建議比特幣增加攻擊的彈性。RSK 使用 LRO 啟發(fā)式方法建立動態(tài)礦工的主干，而不會產生礦工到礦工認證、礦工隱私、IP 地址泄露以及可能相關的 DoS 攻擊的成本。

PoW 功能驗證時間

SHA-256 評估速度非?？?，因此比特幣 PoW 驗證時間可以忽略不計。相反，scrypt PoW 可能需要 3 到 30 毫秒來評估，這取決于所選擇的參數（ GPU 或 ASIC “電阻”）。為了保護網絡免受垃圾郵件和 DoS 攻擊，每個節(jié)點需要在再次轉發(fā)塊標頭之前驗證塊 PoW，使得驗證延遲乘以礦工之間的塊關鍵路徑中的跳數。

客戶端網絡堆棧

一旦節(jié)點收到塊標頭，它可以做的最好的減少網絡中過時塊創(chuàng)建的辦法，就是盡快將其轉發(fā)。這意味著應暫?；蛲Ｖ顾衅渌?jié)點活動。RSK 設計允許立即取消低優(yōu)先級操作并接受重試。為了允許立即轉發(fā)，客戶端網絡堆棧不會在交易驗證過程或其他內務活動（例如鏈重組）中阻止客戶端。這是通過 RSK 客戶端實現(xiàn)的，該客戶端允許多線程并動態(tài)分配線程優(yōu)先級以增強已接收塊標頭的線程。

塊開銷

大多數加密貨幣中的塊標頭很小（約 100 字節(jié)），因此標頭大?。ㄅc整個塊大小相比）不會造成很大的開銷。RSK 標頭較大，但是塊標頭開銷確實對傳播時間有明顯的負面影響，因為低級網絡 MTU 通常是 1500 字節(jié)，高于塊標頭大小。

模擬

我們使用專門為此目的構建的離散事件模擬來模擬塊傳播。模擬器模擬一小組頂級礦工之間的交互，每個頂級礦工在隨機圖中，其中它們之間的跳距離接近網絡中節(jié)點之間的平均距離。

即使這不是最糟糕的情況，因為頂級礦工的最佳利益是連接良好，我們假設礦工的表現(xiàn)并不比平均水平差。模擬事件是在一個位置中創(chuàng)建塊以及將塊傳播到每個其他礦工的位置。以下結果顯示模擬 RSK 具有 5 個塊間隔和每秒 300 次交易（當前塊間隔為 10 秒）。關鍵的模擬結果是，在 20.35 秒流逝之前，交易被接受的概率為 99.98%（逆轉概率為 0.02%）。請注意，這種反轉概率沒有考慮到替換叉也可能包含已刪除的交易，因此在實踐中它可能要低得多。

安全合并挖掘

合并挖掘是一種技術，允許比特幣礦工同時開采其他加密貨幣，邊際成本幾乎為零。他們用于挖掘比特幣的相同挖掘基礎設施和設置被重新用于同時挖掘 RSK。這意味著，由于 RSK 支付額外的交易費用，合并挖掘的激勵很高。但這也意味著使用抽水轉儲或并行鏈攻擊網絡的成本低于攻擊非合并加密貨幣的成本。RSK 在初始引導階段有幾種防止攻擊的保護措施：

● 聯(lián)盟檢查點：RSK 客戶希望聯(lián)盟成員簽署檢查點。聯(lián)盟將包括參與平臺成功的交流和其他高度安全的各方。節(jié)點使用聯(lián)盟檢查點來檢測 Sybil 攻擊并通知用戶。

● 開采硬幣成熟度：每個礦工幣的成熟時間為 24 小時，略高于比特幣。硬幣成熟時間的增加減少了抽水轉儲攻擊的激勵。

● 檢查點嵌入在源代碼中

交易隱私

RSK 本身不提供比比特幣更好的交易隱私，并且依賴于假名。然而，RSK 的 VM 是圖靈完備的，因此可以安全地實現(xiàn)諸如 CoinJoin 或 AppeCoin 之類的匿名技術而無需第三方信任。

安全

合并挖掘并未被替代幣廣泛使用，因為在最初的加密貨幣引導期間，它允許大型比特幣挖掘池通過 51% 攻擊破壞新的加密貨幣。RSK 實現(xiàn)聯(lián)盟檢查點作為引導平臺的安全方式，并顯著降低此風險。此外，RSK 將以最小散列能力啟動，相當于比特幣散列能力的 30%。RSK FoundaTIon 將監(jiān)控網絡運行狀況，并將使用其警報系統(tǒng)通知用戶并保護網絡免受回滾攻擊。

可擴展性

RSK 在目前的狀態(tài)下可以擴展到比特幣之外。RSK 支付需要標準比特幣支付的五分之一，并且每個時間間隔的塊有效負載比比特幣高 8 倍。此外，RSK 還將提供多種用戶可選擇的簽名方案：ECDSA、Schnorr 和 Ed25519。最后一個通常比比特幣 ECDSA 曲線高幾倍。

在所有條件相同的情況下，RSK 平均消耗的帶寬比比特幣少 50%，因為塊不包含交易數據，而只包含對先前已知交易的引用。使用概率驗證和欺詐證明可以進一步減少存儲和帶寬使用。

概率驗證和欺詐證據

擁有一個完整節(jié)點的成本是影響加密貨幣集中程度的主要因素。成本越高，集中度越高。然而，我們認為分散的極端主義立場意味著加密貨幣不能成為全球支付網絡。這兩個目標是矛盾的。比特幣已經提供了高度分散的網絡，因為區(qū)塊鏈大小限制足夠低，以確保大多數個人用戶可以參與。這使得 RSK 側鏈可以提高比特幣之外的可擴展性，同時將比特幣網絡作為防范貨幣控制集中化的保護。

我們認為可以在第三方信任、網絡節(jié)點信任和自我驗證之間進行權衡，并且我們邀請用戶找到他們感到滿意的比率。在 RSK 平臺中，允許節(jié)點存儲和驗證整個塊鏈的子集，以降低節(jié)點成本。這是通過概率驗證和欺詐證明來完成的。概率驗證是一種技術，其中（部分）節(jié)點隨機選擇它將驗證哪些塊，并且只要滿足某些條件就接受剩余的塊：一段時間已流逝，添加了一些確認塊，網絡連接是足夠的，沒有有效的防欺詐廣播，并且可選地已經廣播了一些權威檢查點。欺詐證據是標記為“欺詐”的塊。當節(jié)點收到欺詐證據時，它會檢查是否已在局部接受（但未驗證）具有相同高度的塊，如果是，則驗證該塊。如果它無效，則相應地重新組織局部最佳鏈。廣播欺詐性欺詐證據的成本很高，因為欺詐證據也帶有工作證明。從對等方接收欺詐性欺詐證據的節(jié)點禁止欺騙對等方。如有必要，節(jié)點將向對等方請求初始工作證明，以防止廉價 DoS 使用受損 IP。礦工（包括 PoW 和聯(lián)盟）必須是全節(jié)點，因此攻擊者拒絕塊數據（但是廣播標頭）不會影響最佳鏈，因為礦工將迅速丟棄攻擊者塊。

結論

RSK 代表了 4 年來區(qū)塊鏈技術改進的頂點，它將使加密貨幣生態(tài)系統(tǒng)能夠利用可編程貨幣和支付的最佳功能，同時增加比特幣（貨幣）價值。

它將允許全球開發(fā)人員創(chuàng)建個人和企業(yè)分散式解決方案，這些解決方案在全球最安全的網絡中運行，交易成本低，滿足各種需求。

它將允許比特幣礦工參與智能合約市場，為挖掘業(yè)增加重要價值并確保其長期可持續(xù)性。它將有助于建立更廣泛的礦工基地，加強比特幣網絡的安全性。

它將有助于開發(fā)分散、即時和廉價的金融體系，為我們這個世界上仍然沒有銀行賬戶和經濟困難的三億人創(chuàng)造包容性和機會。