区块链:王嘉平：区块链为何有交易确认延迟？

为什么普遍认为比特币系统确认6次便认定交易已可靠上链？

原文标题：《简版区块链本质论(5):性能本质之延迟》作者：王嘉平，中科院计算所博士，曾带领团队在NSDI2019发表高性能并行分片区块链系统的论文

区块链被大家关注是件好事情，但非常不希望看到各种区块链项目盲目上马，造成各种社会资源的浪费。区块链技术本身尚在发展阶段，还有很多核心技术问题有待突破，对区块链技术本质还充斥着各种不同的理解。后面几天我们将就区块链的计算本质，技术难点，业务调整，社会影响等方面和大家分享。

(5)性能:交易确认延迟

在当下的主流公链中，一个交易从发出到最终确认上链，并非瞬间完成，而需要历经一段不短时间，可能是十几分钟甚至高达几个小时。这期间，大部分的时间是在排队。就比特币而言，大部分时候有近5000到10000个已经发出，但尚未得到确认的交易被临时存储在每个比特币的节点中，这个存储池被称为mempool。大致每10分钟，会有一批交易被确认上链，每批约2000到3000个交易。剩下的部分就在mempool中排队等候。

ParaFi Capital退出了MKR交易:金色财经报道，据Spot On Chain监测，ParaFi Capital退出了MKR交易，48分钟前以739美元（共739万美元）的价格向Coinbase存入了1万枚MKR。这占tnx时间交易量的34.13%。ParaFi Capital是2020年MKR的投资者之一。他们曾经在2021年和2022年从Coinbase和Gensis场外交易中积累了1.7万枚MKR，MKR当时的价格为2,922美元。[2023/6/21 21:51:43]

为什么要10分钟才确认一批？为什么每批只有几千个交易？可以在这里找到答案:

王嘉平：简版区块链本质论(3):性能本质之吞吐量

数据：过去半年，103家Web3公司在链上产生了收入:1月3日消息，红点创投知名风险投资家Tomasz Tunguz发文表示，在过去6个月，103家Web3公司在链上产生了收入，其中44%的产值低于50万美元，41家公司在500到2500万美元之间，最大的以太坊产生了4.01亿美元。[2023/1/3 22:23:13]

同时，这些交易的排队并不是按先来后到确认的。每个交易的发出时，附带了交易手续费，交易的确认会优先选取交易手续费高的。所以，通常网络中交易过多的时候，比较着急的交易可以通过附带更多的交易手续费来插队。这也是为什么，网络拥塞的时候，交易手续费会飙升。

一个区块链系统吞吐量低于其上应用的需求时，交易确认的延迟主要由交易排队构成。这就是大家认为，提高吞吐量，提高TPS，会感觉区块链变快。吞吐量确实是当下区块链系统最需要改善的地方，并带来更低的交易确认延迟。

过去24小时加密货币全网爆仓超3.3亿美元:金色财经报道，据coinglass最新数据显示，过去24小时加密货币全网爆仓金额达到了3.37亿美元，共有 136,250 人被爆仓 ，过去1小时全网爆仓金额达到3384.61万美元。[2022/10/14 14:27:26]

除了排队延迟，一个交易从发出到第一次确认上链的完整过程，包含以下过程:

1.该交易的全网广播扩散，通常需要2,3秒2.交易排队(前面已经讨论过的步骤)3.一轮共识周期(需要一个出块间隔的时间，例如比特币是10分钟)4.包含这个交易的区块得到全网广播扩散，通常需要4到8秒

其中，步骤1和4主要由互联网点对点通讯延迟和全网的节点数量决定。步骤2则由区块链系统的共识算法及其参数决定。值得的注意的是，粗看来，大区块大间隔或者小区块小间隔都可以满足特定的吞吐量，并且后者(小区块)的确认延迟更小。但事实上，小区块对带宽的利用率大大小于大区块，因为在每一个区块中，除了被确认的交易数据，还包含完整的共识相关的算力证明数据或者验证者的签名数据。

230名经济学家警告美国政府提议的通胀降低法案将助长通胀:金色财经消息，上周，美国民主党公布了名为“降低通胀法案”的气候和医疗保健立法，关于拟议公共政策措施的名称存在很多争论。立法公布后，230名经济学家致信美国参众两院领导人，警告称，拟议政策实际上会助长通胀。信中强调迫切需要遏制美国的通胀压力，但进一步指出“2022年通胀削减法案”是一个误导性标签，可能会达到完全相反效果的法案。[2022/8/6 12:06:02]

当然，类似吞吐量的提升，这里可以有个很简单的解决方案，就是高度集中部署，所有节点在一个高速局域网内，从而实现秒级甚至毫秒级交易确认。但是，很难说这样的系统还是不是一个区块链系统。

上面讲到的首次确认的时间延迟，对于不同安全性要求，人们可能需要在首次确认之后再观察一段时间。我们第二篇的共识本质中，讲到了两类共识算法：

王嘉平：简版区块链本质论(2):共识本质

基于最终一致性的POW共识机制的区块链系统是可能出现区块回滚的，也就是说当一个交易被某区块确认之后，该区块有可能被作废(孤块)，从而导致之前确认过的交易会需要重新确认，并返回mempool。这种情况会小概率地发生，即使不存在恶意的攻击。一个区块成为孤块从而导致其确认的交易被撤销的概率会随着时间流逝，紧接其后的更多区块越来越多而指数级下降。

最后，被这个区块的交易就几乎不可能被撤销了。这就是为什么，比特币系统大家经验上认为，需要6次确认来认定一个交易已经可靠上链了。而在即时一致性的共识系统中，例如BFT则不需要这个额外的等待。

这一篇的扩展阅读:

王嘉平：区块链公链如何才能快起来(一)

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比特币

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比特币Bitcoin，一种去中心化、非普遍全球可支付的加密数字货币，而多数国家则认为比特币属于虚拟商品，并非货币。比特币的概念，诞生于2008年署名为中本聪的一篇论文，并于2009年1月3日，基于无国界的对等网络，用共识主动性开源软件发明创立。比特币协议数量上限为2100万枚，以避免通货膨胀问题。使用比特币是通过私钥作为数字签名，允许个人直接支付给他人，不需经过如银行、清算中心、证券商等第三方机构，从而避免了高手续费、繁琐流程以及受监管性的问题，任何用户只要拥有可连接互联网的数字设备皆可使用。比特币BTCBitcoin查看更多

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