三名比特幣研究學者、區塊鏈開發者近期針對比特幣網路的「交易頻寬」優化，透過 email 向 Bitcoin Core 提出了新的協議提案「Erlay」，針對目前的網路頻寬能節省 75% 的網路流量，除了提升效率也能進一步解決擴容問題。
一筆比特幣交易被發起後，會在由一萬多個節點組成的整個網路中，漣漪般的散步到整個網路，讓所有的帳本能同步所有「等待被驗證的交易（Bitcoin Mempool）」。
今天，比特幣網路會透過每個節點進行彼此的（設定為每個節點向 8 個附近節點）廣播，確保每一筆交易節點接收到消息與整個網路達成同步。
透過目前這樣「flooding」的方式，能帶給整個比特幣網路很高的容錯能力，沒有單一突破點可以停止中繼（relay），且具有相當低的延遲性。不過新協議希望解決的問題在於重複使用全網頻寬，造成效率上的浪費：
「目前的『BTCflood』在每次交易廣播佔用了整個網路中約略30-50%的頻寬，這是十分低效率且增加了網路的擴容限制（Scalability limitation）。」三名學者在名為《比特幣的交易中繼頻寬優化》的論文中寫道。
該篇論文由英屬哥倫比亞大學研究員 Gleb Naumenko，以及兩名比特幣知名開發者、前 Blockstream 技術長 Greg Maxwell 以及 Blockstream 共同創辦人暨核心開發者 Pieter Wuille 共同著作。
新提出的中繼協議「Erlay」可以讓比特幣節點使用的「交易頻寬」節省高達 75％。
「Erlay 主要的想法是，每筆交易不向每個節點廣播每筆交易，而是僅通過少量連接直接發送通知。新協議將透過在廣播訊號間，每個連接點上週期性地運行一個協調協議來實現進一步的中繼。」
根據 Naumenko 的說法，新的協議將節省了節點消耗一半以上的頻寬，因此可以增加節點之間的連接，例如從原本的「1 對 8 連接」，增加四倍到「1 對 32」，與目前的協議相比，Erlay 就能節省大約 75％ 的總頻寬流量。
– 不同TPS中，新舊協議間每個月所消耗的頻寬（Naumenko et al., 2019）-
雖然這項研究似乎聽起來只是優化整體效率，然而實際上他還能為整個比特幣網路帶來更高的安全性。
比特幣的安全性一定程度上取決於節點之間的連接程度（比特幣連接 8 個節點、以太坊連接13個），這個新協議允許節點之間更多的連接，能夠避免網路節點受到「Eclipse 攻擊」
「Eclipse 攻擊是指，讓攻擊的目標節點與最長鏈斷絕聯繫，在這種情況下，例如，攻擊者可以造假資料使目標節點相信節點已接收到了一筆支付。」
– Eclipes 攻擊示意圖 –
當受害節點重置連接的節點，並再次連上比特幣主網，受害節點便會發現實際上這筆交易在比特幣主網上並不存在。
被問及這項協議是否會更新到比特幣最受歡迎的軟件實現比特幣核心，Naumenko表示，
「幾週前，我與幾位比特幣核心貢獻者聊天，評論反饋整體上是正面的，不過他們也希望我們進行更多測試。在測試更完整之前，我會給大家更多的時間來熟悉這項新技術。」
根據該篇論文的說法 Erlay 協議將會讓比特幣網路的延遲性（Latency）從 3.15 秒增加到 5.75秒，但三名學者認為，對於整個比特幣出塊時間的 10 分鐘來說，增加約略兩秒鐘並不會對網路造成太大的影響。
然而，這項協議的升級採用上可能會採取軟分叉的方式，對於一般節點來說，更高的安全性當然是更好的，然而對於礦工來說可能會影響到升級意願。
經動區詢問，早期便投入比特幣研究、Cypherpunk Taiwan 的發起人陳伯韋也提出這項協議在升級上可能遇到的挑戰，
「就礦工的角度來說，由於挖礦在『找到區塊』的計算競爭中，即使是短時間的延遲增加，可能會降低比特幣礦工的採用意願，因為對他們來說是分秒必爭的。」
雖然新協議升級要受到採用仍需更多的測試以及社群的支持，Naumenko 對這項升級感到十分樂觀，
「社群中許多人，鼓勵我們繼續努力實施這項協議，如果社群喜歡的話，那麼這項協議應該成為未來主要版本之一（希望是下一個版本）。」Naumenko 總結道。
Disclosure：Blockstream 策略長 Samson Mow 受邀將出席動區動趨與 Obito.io 於 7/2、7/3在台北共同舉辦之《亞洲區塊鏈高峰會 2019》，作為嘉賓講者與其他會議與會嘉賓研討比特幣及區塊鏈技術與未來發展潛力。
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