在區(qū)塊流聯(lián)合創(chuàng)始人彼得?維爾（Pieter Wuille）、比特幣核心貢獻者、區(qū)塊流聯(lián)合創(chuàng)始人格雷戈里?麥克韋爾（Gregory Maxwell）和區(qū)塊流軟件工程師格萊布?諾門科（Gleb Naumenko）的帶領下，這個開源項目旨在實現(xiàn)每個完整節(jié)點數(shù)據之間的集合協(xié)調。

集合協(xié)調，簡而言之，就是試圖找出存儲在不同計算機上的兩個集合之間的差異，同時最小化它們之間需要交換的數(shù)據量。特別是，它試圖在發(fā)送的數(shù)據少于整個數(shù)據集的情況下做到這一點。

對于比特幣來說，這意味著識別節(jié)點之間交易數(shù)據的差異。Maxwell將集合協(xié)調比作：將您的手機聯(lián)系人列表與擁有許多相同聯(lián)系人的另一個人同步的過程。

“你可以給他們你的整個列表，但它不會適合以明信片的方式寄出，這會很浪費，因為列表上的人可能是相互就認識的， 他說，事實上， 即使事先不知道實際差異是什么， 也有可能通過只發(fā)送與列表之間差異大小相同的信息來向他們傳達您的整套聯(lián)系人。”Maxwell對比特幣雜志說。

簡而言之，集合協(xié)調將通過最小化每個節(jié)點之間傳輸?shù)臄?shù)據量，減少在比特幣網絡上運行完整節(jié)點所需的帶寬。這將有效地允許節(jié)點更有效地同步其內存池中的數(shù)據。

分解集和解

minisketch想修改的問題并不是區(qū)塊鏈特有的。

集合協(xié)調是任何分布式系統(tǒng)都要解決的問題。簡而言之，這僅僅意味著分布式網絡上的兩個或多個參與方持有不同的數(shù)據集，為了解決這一問題，他們必須弄清楚自己丟失了哪些數(shù)據片段——以及對方缺少哪些數(shù)據片段。

對于比特幣來說，這些數(shù)據就是交易。這些事務從一個節(jié)點中繼到另一個節(jié)點，直到被包含到新塊中的礦商拾取為止。

問題是，事務的順序可能因內存池的不同而不同）。這意味著，內存池和新中繼塊之間的事務順序可能存在差異。

“比特幣節(jié)點之間進行交易時存在問題。任何給定的節(jié)點都將擁有與其任何一個節(jié)點相同的事務——從其他鏈接接收到的事務，但并不完全相同。今天的節(jié)點浪費了大量的帶寬，只是為了弄清楚誰需要發(fā)送什么數(shù)據?！盡axwell說。

minisketch如何縮小差距

作為PinSketch算法的實現(xiàn)，minisketch構造了一個集合草圖（即，對于本用例，是事務數(shù)據集）。然后，節(jié)點和挖掘人員可以使用這些集合進行緊湊的集合協(xié)調。

簡單地說，該解決方案將允許節(jié)點操作符對事務數(shù)據進行注釋比較。它將允許它們勾畫（創(chuàng)建）事務集（列表），并且程序將交叉檢查這些集合，以查看哪些數(shù)據出現(xiàn)在一個而不是兩個集合中。但是，節(jié)點不需要花費時間和精力向彼此展示所有這些數(shù)據，只需要知道它們的事務集之間的差異，就可以勾畫出完整的事務集。

正如Wuille解釋的那樣，它在實際中看起來是這樣的：

如果我們把它簡化成一個單一的差異，就很容易看出它是如何工作的：

假設我有集合{3，5，7，11}，你有集合{3，5，7，9，11}，所以差是{9}。

我們都計算元素的和，得到3+5+7+11=26，得到3+5+7+9+11=35。

我把26的和發(fā)給你，你從和中減去它;差是9。

這種方法是有效的，但僅限于找出單一的區(qū)別。minisketch通過發(fā)送各種類型的數(shù)據“和”來概括這一點。結果是，有N個不同的和，你就能找到N個不同點……只要兩組之間的差異不超過發(fā)送的“和”的數(shù)量，minisketch總能找到所有的差異。

如果成功實現(xiàn)，該集合協(xié)調可以使節(jié)點之間的事務中繼更有效。Maxwell表示，與比特幣基礎設施的其他正在進行的改進一道，這可能會大大減輕每個節(jié)點的廣播負擔。不久前我做了一個測量，發(fā)現(xiàn)事務中繼大約占節(jié)點帶寬使用的87%。這是緊湊型塊出現(xiàn)之前的情況，所以這個數(shù)字現(xiàn)在可能更大。我們的仿真結果表明，我們可以通過組合改進，包括minisketch，將中繼數(shù)據的開銷減少40倍。

據Wuille說，minisketch解決方案還可以創(chuàng)建一個更強大的網絡。Maxwell進一步擴展了這一思路，他指出，有了協(xié)議，節(jié)點可以使用節(jié)省下來的帶寬與16到24個其他節(jié)點連接，而不是使用標準的8個節(jié)點，“這將使一些理論上的攻擊在不使用更多帶寬的情況下更難實現(xiàn)。

Maxwell還希望有一天， minisketch也能被用于改進塊傳播?！坝衅渌麉f(xié)議阻止傳播使用IBLT好多了，”他說，盡管他承認這樣一個解決方案是“緊急”的，但是塊已經使塊傳輸本身使用每天每個節(jié)點只有4 mb，因此即使減少這一數(shù)據也不會有什么大的不同用戶或網絡。相反，他設想這種解決方案更適用于“非常低的傳輸，比如Blockstream的satellite”。

Wuille指出，minisketch會降低節(jié)點帶寬要求，比IBLT有更高的成功概率，但他也承認，對于較大的數(shù)據集，IBLT會更快。Maxwell補充說，IBLT對于少于幾百個差異是非常低效的，而對于較小的數(shù)據集，minisketch更有效。

Wuille表示：然而，minisketch仍處于非常初級的階段;真正的BIP還需要一段時間，而采用BIP還取決于許多因素。

Maxwell在一定程度上重申了他的觀點，指出該協(xié)議也不是比特幣網絡共識的一部分。如果任何節(jié)點運營商感到足夠舒適，并希望改善他們的事務中繼，他們可以選擇使用minisketch，即使它在網絡上沒有被普遍采用。

“一個有用的觀點是，中繼機制不是比特幣共識的一部分。你和我可以開始使用我們之間改進的協(xié)議，不管其他人選擇做什么。這意味著，對中繼的改進只會因為普通協(xié)議/軟件工程的考慮而延遲——我們必須構建它、驗證它、集成它等等——但與共識改變不同，它不依賴于任何人同意它，但除了選擇使用它的人。