一種區塊鏈模擬框架的設計與實作

Abstract

區塊鏈是一項在 2008 年被首次提出、得以在去中心化的分散式數位系統中被同儕用於在其間達成共識的技術。然而，此類系統的軟硬體架構設計，將直接關係到同儕之間達成共識的方法，進而影響此類系統的效能表現。以第一個使用此技術的數位貨幣系統、Bitcoin 為例，不僅是區塊鏈本身、連同資料處理和達成共識的方法與決策也一併包含在同儕使用的使用者軟體中，且系統設計的負載失衡；如此的設計不利於同儕之間有效維護所達成的共識，各方面的擴容彈性亦不足。有鑑於此，在我們提出的架構中，區塊鏈改於可存取的裝置中維護；而資料與決策則由使用此裝置的應用軟體負責。此設計的精神在於，不應為了在去中心化分散式系統中使用區塊鏈技術而本末倒置；共識並非存在於區塊、而是同儕之間。接著我們組織並實作了一套適用於度量基於區塊鏈技術的去中心化分散式系統效能的平台，並使用 Bitcoin 做為例子。因為能使用的計算資源有限，我們使用了若干方法來確保測量結果足夠通用而可靠。實驗顯示，以效能測量而言，我們能夠、且不限於模擬目前 Bitcoin 在真實世界運行於其中的同儕網路。總結來說，這套設計方法和平台不僅能夠、也將被用於我們自主的區塊鏈系統的研發。