在分（fèn）布式的状态下，Hedera Hashgraph要实现性能上的质的（de）变化，需要在（zài）共识（shí）机制上取得突破。Hedera Hashgraph有它独特的哈希图（hashgraph）共识算法以及分片技术。
哈希图（hashgraph）的共（gòng）识（shí）算法由LeeMon Baird发明，它的（de）共识达成机制（zhì）跟
区块链完（wán）全不（bú）同。区块链就像一颗有主（zhǔ）干的树（shù），要不断地剪掉枝枝叉叉，保持（chí）主干的健壮成长（zhǎng）。这跟区块链本（běn）身的共识机（jī）制内在相关（guān），因为只（zhī）有剪掉枝叉，才能防止分叉失控。区（qū）块（kuài）链通过区块的链接形成（chéng）一条单一（yī）的（de）合法主（zhǔ）链（liàn），如果有分叉，比如两个矿工同时创建（jiàn）两个区块，区块链最终（zhōng）选择其中的一个（gè）区块（kuài），另外一（yī）个会被抛弃。也就（jiù）是上（shàng）面说（shuō）到的剪掉枝叉（chā）。
哈希图（hashgraph）完全不同，它不仅不剪（jiǎn）枝，而且它还会编（biān）织交错回来（lái）。哈希图（tú）的底层（céng）数据结构是不（bú）同的。哈希图的（de）每个事件（类似于“区块（kuài）”）都不会被（bèi）抛弃。所有枝节都持续存在，最（zuì）终重新组合成为一个整（zhěng）体。从哈希图的角度看，这是一种更有效率的数据（jù）结构。
（区（qū）块链Vs 哈希图）
在哈希图（hashgraph）看来，这种数据结构还可以避免区（qū）块链数据结（jié）构的一个（gè）问题：出（chū）块时间间隔设计。在区（qū）块链（liàn）中，为（wéi）了保证安全，如（rú）果新（xīn）区块产生的时（shí）间间（jiān）隔过短，会产生很多枝（zhī）枝（zhī）叉（chā）叉（chā），也因此来不及修剪，会出问题。所以，
比特币（bì）通过（guò）PoW机制，大概每十分钟的出块（kuài）时间（jiān）间隔（gé），由此降低区块的（de）产出（chū）速度。不过（guò），这（zhè）不可（kě）避免地带（dài）来交（jiāo）易吞吐量的瓶颈。
哈希图（hashgraph）的解决方（fāng）法是，不抛弃事件，结构的增长不会受到限制。任何人都可以创建交易，这样，交易的吞吐量就（jiù）会大增。从这角度看，哈希（xī）图提出了新的思路，它无需修剪，试图用新的数据结构（gòu）和共（gòng）识算法实现更高的交（jiāo）易速度。
哈（hā）希图的共识机制包（bāo）括两个主要部分，一是八（bā）卦网络（Gossip about Gossip）和虚拟投（tóu）票（virtual Voting）。
首先八（bā）卦网络协议类似于办公室（shì）的八卦（guà）传（chuán）播，只要（yào）两个人之间八卦一下（xià）信息，很快所有人都会知（zhī）道该信息。
哈希图（hashgraph）中，每个（gè）节点都传（chuán）播新交（jiāo）易，同时也从临近（jìn）节点接收交易。某个节点收到新（xīn）交易之后，可能会组合其他交易生成一个新事件（交易（yì）的容器（qì），类（lèi）似于区块（kuài）），并传播（bō）出（chū）去。事件有两个哈希，一个指（zhǐ）向该节点上次的最新事件，另外一个指（zhǐ）向该节点收到的另外一个节点（diǎn）的最新事件，之后对（duì）整（zhěng）个事件加上（shàng）时间戳并签名。之后不断（duàn）地循环广（guǎng）播，直到所有节（jiē）点获得相同信息。
八卦算法无法保证某个时刻（kè）所有节点状态一（yī）致，不（bú）过，它可以保（bǎo）证最（zuì）终某个时刻，所有节点（diǎn）能够对（duì）某个时间点前的（de）历（lì）史（shǐ）达成一致。
虚拟（nǐ）投票是怎么（me）发起的？哈希图（hashgraph）节点八卦的内（nèi）容不仅包括新（xīn）交易，也包括节点间的八卦（guà）历史记录（lù），每个（gè）节点可以（yǐ）通（tōng）过八卦（guà）来维护一个哈希图（tú）。节点会计算其他节（jiē）点在特定的（de）哈希图中如（rú）何投票，无需（xū）进（jìn）行真（zhēn）实投票，可以免去大量的（de）通信。
大（dà）体（tǐ）来说，每个节点把自己知道的（de）信息随机八卦给其他节（jiē）点（diǎn），每个（gè）节点（diǎn）也（yě）接收其他（tā）节点（diǎn）的八卦信息。接收到的信（xìn）息之后（hòu），创建新（xīn）的（de）事件（jiàn），事件会指向自己的最后一个事件以及信息来源节点的最后一个事（shì）件。接（jiē）下来对所有已（yǐ）知事件计（jì）算其（qí）创建的轮次（cì），确定（dìng）其（qí）是否为（wéi）该轮次内的见证人事（shì）件，然后对所有见证（zhèng）人（rén）事（shì）件进行选举（jǔ）投票，计算出（chū）知（zhī）名见（jiàn）证人。通过知名见证人，可以确（què）定所有（yǒu）事（shì）件的接受轮（lún）次，同时通过接受轮次和共识的（de）时间戳，进（jìn）行虚拟投票。通（tōng）过虚拟投票决定共识顺序。
哈希图（tú）（hashgraph）的投票（piào）算法称之为（wéi）“虚拟投票”，该（gāi）虚（xū）拟（nǐ）投票不要求发送（sòng）额外（wài）信息，可虚（xū）拟（nǐ）计算出投（tóu）票（piào）。从（cóng）理论来看，哈希图（tú）的吞吐量较大（dà），它（tā）主要的限制来自带宽。如带宽良好，哈希图系统理论上可以处理非常大的吞吐量。
在哈希图（hashgraph）看来，如有快速（sù）的家庭（tíng）互联网（wǎng）连接，它有机会达到VISA网络级别的（de）全球交易性能。Hedera Hashgraph曾使用亚马逊AWS的m4.4xlarge做过实例测试，测（cè）试（shì）其吞吐量（liàng）（每秒100字节的交（jiāo）易）的情况，分（fèn）别使用了1个、2个以及8个地（dì）区的计算（suàn）机节点。在测试（shì）中，根（gēn）据不同的（de）情况（kuàng），tps从不到50,000到（dào）最高500,000左（zuǒ）右。而达（dá）成（chéng）最终（zhōng）状态的时间一般在11秒之内（nèi），最快的时间可（kě）达（dá）到0.04秒（当然，在实（shí）际运行中不太（tài）可能）。
这里涉及（jí）到（dào）了吞吐量、延迟、节点数和地（dì）理（lǐ）分布的（de）权（quán）衡。对于分（fèn）布在全球8个地（dì）区的32台计算（suàn）机，如（rú）要达到（dào）50,000tps，其达成最终性共识需要（yào）3秒。如果延迟控制在7秒以内（一（yī）般信用卡所要求的），且（qiě）要达成（chéng）200,000的tps，那（nà）么，使用分布（bù）在（zài）8个（gè）地区的32台计算机，或分布在2个地区64台计（jì）算机（jī），1个地区的128台计算机，都能到这一要（yào）求。最终的吞吐量不仅取决于分布式共识算（suàn）法，也（yě）取决于网速（sù）、节点数等。
同时还要看到（dào），这（zhè）里主（zhǔ）要是（shì）从交易共（gòng）识和时间（jiān）戳来（lái）看，还（hái）没有包括（kuò）处理交易的事件。如（rú）果每个交易需要数字签名，这也需（xū）要算力来验证每秒（miǎo）数十万的数字（zì）签（qiān）名。此外（wài），如果交易要“存储千兆字节”文（wén）件，那么（me），这时候因为带宽限（xiàn）制，也会极（jí）大的降低系（xì）统的速度。
总之（zhī），考虑（lǜ）到实际（jì）运行的（de）环境（jìng），真实的tps会有所下降，但相对于区（qū）块链tps不（bú）到100的情况，哈希图有机会达到几万，甚至数十万（wàn）的tps，算是质的突破（pò）。
Hedera Hashgraph为了实现（xiàn）更好（hǎo）的（de）性能，还采（cǎi）用了分片技术。分片技术会随着Hedera Hashgraph网络的（de）增长而（ér）变得必要（yào）。分片可以实现（xiàn）不用每个节点处理每个交易。共（gòng）识的达成（chéng）可以（yǐ）并行处理。就（jiù）像（xiàng）是收费站不（bú）再只有一（yī）个收费（fèi）通道，而有多个收（shōu）费通道。
分片之间相互信任，它允许多分片账本作为（wéi）一（yī）个（gè）整体实现（xiàn）异步的拜占庭（tíng）容错，可以防止双重（chóng）支付或（huò）其他非法（fǎ）状态。每个分片都（dōu）具有（yǒu）这些（xiē）属性，且它们（men）之间的消息包含了各（gè）自分片（piàn）的共识证明。节点会被随机分组到（dào）不同分片（piàn）。交易会以（yǐ）正常方（fāng）式在个体分片中以共识（shí）顺序放置。分片中（zhōng）的所有节点仅对（duì）源于该分片（piàn）的交易（yì）共识有（yǒu）贡献。分片之（zhī）间的通（tōng）信通（tōng）过不同分片成员之间（jiān）的消（xiāo）息交（jiāo）换（huàn）实现。消（xiāo）息是通过推送来交换。每个分片都会（huì）记住从其他每（měi）个分（fèn）片处理的最后一条（tiáo）消息的（de）序列号（hào）。
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