迟做总比不做好：通过延迟执行扩展区块链的计算规模

基于工作量证明（Proof-of-Work, PoW）的区块链通常仅分配区块平均到达间隔时间（$\mathbb{I}$）的极小部分（例如以太坊不足1%）用于验证交易。简单增加验证时间（$\tau$）会引发众所周知的验证者困境（Verifier's Dilemma），且如我们所示，会导致更多分叉并加剧不公平性。较大的 $\tau$ 还会降低抵御拜占庭敌手的安全性容忍度。将验证卸载至一组非链节点（即链下方案）的解决方案存在难以解决的信任问题。本文提出 Tuxedo，这是首个在理论上于 PoW 区块链中实现 $\tau/\mathbb{I} \approx 1$ 规模扩展的链上协议。Tuxedo 的关键创新在于将交易排序的共识与其执行相分离。我们通过允许矿工将区块内交易的验证延迟最多 $\zeta$ 个区块来实现这一点，其中 $\zeta$ 为系统参数。我们在端到端延迟为 $\Delta$ 的同步网络中，考虑所有可能的对抗策略，对 Tuxedo 进行了安全性分析，并证明 Tuxedo 实现了与已知最长链 PoW 中本聪共识结果等效的安全性。此外，我们还提出了一种根据应用需求实际选择参数 $\zeta$ 的原则性方法。我们在以太坊上实现的 Tuxedo 原型表明，它能够扩展 $\tau$，而不会遭受现有区块链中简单扩展所带来的有害影响。