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。
数据：过去16小时Cumberland向交易所存入1400万枚MATIC，总价值约980万美元:金色财经报道，据链上分析是Lookonchain披露数据显示，过去16小时Cumberland向交易所总计存入1400万枚MATIC，包括向币安存入900万枚MATIC，价值约合640万美元；向Coinbase存入500万枚MATIC，价值约合350万美元。不过根据最新价格数据显示，MATIC今日价格已下跌近29%。[2023/6/10 21:27:58]
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
比特币矿机制造商MicroBT发布三款新矿机:金色财经报道，比特币矿机制造商MicroBT今天在迈阿密举行的Bitcoin2023会议上发布了三款新矿机。WhatsMiner M53S++为其中一款，它可以提供320 terahash每秒（TH/s）的计算能力，每terahash（J/T）效率为22焦耳。公司创始人兼首席执行官Zuoxing Yang表示，它比竞争对手比特大陆的同类产品Antminer S19 XP Hydro更强大，后者可提供高达257 TH/s的计算能力，但效率不如比特大陆的型号，后者可在20.8 J/T下运行。
另外两个型号是M50S++，设计用于空气冷却，计算能力为150 TH/s，以及M56S++，设计用于浸入式冷却，可提供高达230 TH/s。这两台机器的效率都是22J/TH。面对能源危机和全球变暖，Yang认为，比特币开采的电源需要升级，找到更好的解决方案，如绿色能源。[2023/5/19 15:12:30]
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。
数据：4000万枚XRP从未知钱包转移到Bitso:金色财经报道，WhaleAlert监测数据显示，40,000,000 枚XRP(13,677,157美元)从未知钱包转移到Bitso。[2022/12/23 22:02:27]
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。
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
Web3 风险投资基金LongHash Ventures 与 Protocol Labs 合作:金色财经报道，?Web3 风险投资基金 LongHash Ventures 宣布与 Filecoin 和 IPFS 的创建者 Protocol Labs 建立合作伙伴关系。LongHash Ventures 将与 Protocol Labs 合作推出第三个 LongHashX Accelerator Filecoin Cohort。该计划旨在加速 Filecoin 生态系统中早期团队的项目创建。该计划自 2018 年以来一直存在，过去曾与著名的区块链项目合作，包括 Polkadot、Algorand 和现在的 Filecoin。（theb harat express news）[2022/5/24 3:36:42]
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。
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
比特币
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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