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详解曼达拉升级：如何用网络拓扑结构扩容BSV区块链

news 来源：原创 2024/9/20 14:31:56

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发表时间：2024年5月24日

BSV曼达拉升级是对BSV基础设施的战略性重塑，意在显著增强其性能，运行效率和可扩容。该概念于2018年提出，其战略落地将使BSV区块链顺利过渡，从现有的基于单一集成功能组件的网络拓扑结构，过渡到更复杂的基于精细化服务的架构。这一变革旨在减轻企业的运营负担，使得数据在区块链环境下的交互更直接更高效。

需要重点强调的是，曼达拉升级并未改变已经以BSV区块链形式重生的比特币协议。相反，它引入了三个互相关联的网络组件，即Teranode、覆盖网络服务和SPV钱包，能够整体提升比特币系统的效率和性能。通过在节点软件中采用精细化服务架构，覆盖网络的各项服务既可遵守比特币既定协议，又能差异化地专注于特定的交易处理领域。这种设计确保了组件之间的无缝集成和协作，这其中SPV起了重要的作用，它通过默克尔路径和默克尔证明，实现了能够对交易的整个生命周期进行验证的能力。总而言之，曼达拉升级既保持了比特币协议的完整性，也使BSV网络能够演进为具备超小世界网络特性的曼达拉拓扑结构，从而使BSV区块链的性能和扩展能力得到大幅优化。

曼达拉的核心是由Teranode组成的超小世界核心节点网络。这一核心网络对于提高网络的运行效率、安全性和速度至关重要。这种中心拓扑结构在运行了Teranode节点软件的节点之间形成了一个完全图结构。通过这种形式，节点间可以快速地传递交易和区块信息，并立即检查其它Teranode节点提交的区块，同时节点自身还具备每秒处理百万级交易的能力。

一、覆盖网络的作用

覆盖网络通过为专业应用提供量身定制的环境来提升了网络的扩容能力和性能，这些专业应用包括数字货币、金融工具以及大规模数据服务等。这些覆盖网络支持复杂的数据访问管理方案，让用户可在公链基础设施上构建专用服务。借助这种方式，这些覆盖网络克服了传统区块链架构中的一个重要的局限，即如何在透明系统中管理隐私和复杂的交互。

二、在覆盖网络中集成SPV

曼达拉架构内的所有覆盖系统均采用专用的简易支付验证（SPV）机制，确保有效性以及与区块链的可扩容性集成。无需依赖完整的区块链数据，覆盖服务使用默克尔证明来验证交易的有效性和完整性。此功能确保了当向应用程序提供数据时，每个覆盖网络都能绝对确定数据真实有效。提升了应用程序的性能，可扩展性和运行效率。

三、利用SPV钱包来提升数据管理的效率

覆盖服务可用作访问控制系统，或在共享上下文的环境中进行状态管理。

1、通证化和访问控制：通过将数据和访问通证与特定的UTXO（未花费交易输出）相关联，覆盖网络可以实现精细的访问控制和权限管理，并将这些控制和管理动作直接关联至区块链交易。这种集成确保了当任何交易的状态发生变化时，无论状态变化是发生在支付信道内，或者是通过微支付记录在区块链上，它们都能被安全地记录下来，并且可以被验证。

2、由微支付驱动的状态变化：对于需要记录在区块链上的行为，曼达拉架构通过极低费用的微支付，把每笔交易的成本控制在0.01美分至0.001美分不等。这一系统允许经济且高效地记录大量小额交易，无需担心过高的记录成本。

UTXO集包括着过去和现在的交易，本质上是一个有向无环图（以下简称“DAG”）。区块链中的每笔交易都要引用UTXO作为输入，并创建新的UTXO作为输出。UTXO以“仅向前关联”的方式链接交易，由于输入是前一笔交易的输出，因此不会形成循环。此外，区块的新增也是以线性的方式进行的。这种DAG结构不仅仅是区块链的一项特性，更是区块链网络中管理数据完整性和交易相关性的基础。

公链上的专有使用涉及利用公共基础设施来实现对数据验证功能的安全受控访问，这个过程要将透明度与隐私和运营控制相结合。这种操作方式对于需要保密性和对其区块链上的交互进行特定控制的企业至关重要。当企业已有一组特定的或已议定的应用，便可利用这种方式来创建与此类应用相关的交易和数据的专属子集，并使用公开认证信息作为信息流的数据单向阀，从而显著增强系统的可审计性。

在曼达拉架构中，企业可以利用覆盖网络中的专用账本来安全地管理自己的数据。通过由更广泛网络，包括SPV钱包验证的交易，这些专有账本可以在保持私有状态的情况下与公链进行无缝交互。这种设置方式不仅确保了由公链带来的安全性和不可篡改性，还提供了私有数据库的灵活性和隐私性，能够有效地支持如三式记账或复杂的数据访问方案这样复杂的商业应用。
曼达拉升级具备精妙的结构，彰显了BSV区块链正在向更动态、性能更强的网络架构转变，以提升效率和扩容能力，从而支持数字经济时代下，各行各业对数据应用不断发展衍进的需求。

一、曼达拉架构中的高级数据结构和互操作性

曼达拉架构及其覆盖网络代表了区块链在复杂数据管理和创新应用方面的开创性转变。通过将交易用作覆盖网络上记录内部系统状态变化的载体，该架构为使用DAG实现复杂的数据访问方案和分层结构开辟了可能性。

二、DAG与交易系统的集成

DAG在包括流行病学、引文网络和调度算法在内的多个科学和计算领域中都有价值。在曼达拉架构的背景下，我们可以构建交易来模仿DAG属性，从而实现以高效灵活且可扩展的方式对数据依赖关系和层次结构进行管理。这种管理方式在数据沿袭、版本控制和详细审计跟踪这样的重要情境中特别有效。
曼达拉架构中的交易可服务于双重目的。它们不仅扮演着传统的价值转移的角色，还可在覆盖网络中的复杂数据关系维护网络中充当标记或检验点。覆盖网络通过构造组织这类交易来反映DAG特性，可以实现围绕默克尔DAG构建的固有版本控制系统。其中DAG中的每个节点代表着一个数据片段或一次状态的变更，通过交易以加密的方式相互链接。

三、利用数字签名实现数据完整性

数字签名在这一架构中扮演着至关重要的角色，它确保了交易的完整性和真实性，进而确认了交易记录的数据变更。每一笔交易需要付款方用私钥签名，以确保数据的更改或访问是得到了授权且不能被篡改。这一机制不仅保障了数据交易的安全，还直接在数据结构中嵌入了一个强大的版本控制系统，便利了复杂的数据检索和历史分析操作。

曼达拉架构中的覆盖网络是更广阔的区块链网络的子集，具备高性能和可互操作的特性。这些覆盖网络通过默克尔路径连接，这些路径确保了用户无需花费成本去处理完整的区块链便可维护数据完整性和交易有效性。这种连接方式助力了跨覆盖网络的快速交易验证，利用了BSV的即时支付能力来高效地记录覆盖网络数据系统上的所有操作。
用区块链交易来支持基于DAG的数据结构是一种创新。这种创新增强了区块链应用的功能和范围。它使覆盖网络能够作为动态且自给自足的生态系统运行，既安全又易于与其它系统进行进一步集成。这个利用区块链的固有优势打造的解决方案不仅可扩容，而且天然符合复杂数据治理的框架。

随着此类技术的发展，DAG集成交易系统在区块链上的潜在应用将会逐步增多。这可能会彻底改变严重依赖复杂数据结构，并需要可靠、透明和不可篡改记录的领域，包括科学研究、医疗保健以及供应链管理等等。

从曼达拉架构的创新方式中，我们可以一瞥区块链技术未来。那时，数据的复杂性和数量将不再是创新的阻碍，而是会成为助力创新的巨大机遇。我们鼓励技术、金融和数据密集型行业的利益相关者们去探索曼达拉架构及其组件Teranode、覆盖网络和SPV落地方案，看看这些技术可以如何转变他们的运营和数据策略，帮助他们把效率和数据利用价值提升到一个新的高度。

目前，全球已有超过400个项目构建于BSV区块链之上。凭借坚如磐石的协议及超高的网络性能，BSV生态系统迅猛发展，我们期待未来出现更多前所未有的商业应用。