資訊專(zhuān)欄INFORMATION COLUMN
摘要：比特幣是第一個(gè)區(qū)塊鏈應(yīng)用，同時(shí)也是最著名的應(yīng)用之一，它所使用的共識(shí)機(jī)制就是。區(qū)塊鏈系統(tǒng)的參與者鎖定他們?cè)谠搮^(qū)塊鏈上持有的虛擬資產(chǎn)或，他們會(huì)簽署消息以達(dá)成一致意見(jiàn)。
一.POW(Proof Of Work)
Proof Of Work，也就是工作量證明。工作量證明系統(tǒng)（或者說(shuō)協(xié)議、函數(shù)），是一種應(yīng)對(duì)拒絕服務(wù)攻擊和其他服務(wù)濫用的經(jīng)濟(jì)對(duì)策。它要求發(fā)起者進(jìn)行一定量的運(yùn)算，也就意味著需要消耗計(jì)算機(jī)一定的時(shí)間。這種系統(tǒng)要求得到證明的過(guò)程是低效且漫長(zhǎng)的，可是校驗(yàn)則是高效且迅速，概括起來(lái)就是求解難，驗(yàn)證容易。
比特幣是第一個(gè)區(qū)塊鏈應(yīng)用，同時(shí)也是最著名的應(yīng)用之一，它所使用的共識(shí)機(jī)制就是POW。那么具體是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
在比特幣中，使用了SHA256這種哈希函數(shù)作為求解手段。SHA256有以下特征：
是一種散列函數(shù)，即相鄰的x1和x2，求得的f(x1)和f（x2）差別極大。
不可逆推，給定了f(x)的值，推斷不出輸入值。
不存在比窮舉更好的方法，可以使f(x)落在特定的范圍。
實(shí)際使用過(guò)程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要打包的交易數(shù)據(jù)相同，再?gòu)奈膊考右粋€(gè)隨機(jī)數(shù)（節(jié)點(diǎn)自己選）作為整體輸入來(lái)求輸出值，把結(jié)果和當(dāng)前的挖礦難度對(duì)比（要求輸出值前x位為0），滿足條件則向附近節(jié)點(diǎn)廣播；不滿足則更換隨機(jī)數(shù)繼續(xù)求解。最快求得解的節(jié)點(diǎn)，則可以視為挖礦勝出，取得其他節(jié)點(diǎn)的共識(shí)。
目前比特幣已經(jīng)吸引了全球大部分的運(yùn)算能力，其他再使用PoW共識(shí)機(jī)制的區(qū)塊鏈應(yīng)用很難獲得相同的計(jì)算能力來(lái)保障自身的安全，從而無(wú)法復(fù)制比特幣的輝煌；同時(shí)由于挖礦造成大量的資源被浪費(fèi)，共識(shí)達(dá)成的周期很長(zhǎng)，導(dǎo)致了比特幣的TPS（transaction per second，每秒執(zhí)行事務(wù)數(shù)量）極低，只有個(gè)位數(shù)。
二.POS(Proof of Stake)POS通過(guò)區(qū)塊鏈系統(tǒng)內(nèi)部的虛擬資產(chǎn)來(lái)管理安全性，根據(jù)節(jié)點(diǎn)持有的通證數(shù)量或者時(shí)長(zhǎng)來(lái)決定節(jié)點(diǎn)享有的權(quán)利大小。區(qū)塊鏈系統(tǒng)的參與者鎖定他們?cè)谠搮^(qū)塊鏈上持有的虛擬資產(chǎn)（Coin或Token），他們會(huì)簽署消息以達(dá)成一致意見(jiàn)。只有那些已經(jīng)成為系統(tǒng)一部分的參與者才能夠決定下一個(gè)區(qū)塊的內(nèi)容。
PoW共識(shí)算法從經(jīng)濟(jì)角度，可以自然做到防止區(qū)塊鏈分叉（區(qū)塊鏈分叉的本質(zhì)就是網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)塊鏈的生成產(chǎn)生分歧，無(wú)法達(dá)成共識(shí)）。但是PoS則需要精心設(shè)計(jì)好相應(yīng)的規(guī)則來(lái)防止分叉，例如PoS可以設(shè)定懲罰機(jī)制，參與挖礦的礦工被要求鎖定一定數(shù)量的虛擬資產(chǎn)。如果他們被偵測(cè)到了存在不當(dāng)?shù)男袨?，則系統(tǒng)會(huì)沒(méi)收全部或部分被鎖定的虛擬資產(chǎn)。
三.DPOS(Delegated Proof of Stake)DPoS機(jī)制，中文名叫做股份授權(quán)證明機(jī)制（又稱(chēng)受托人機(jī)制），它的原理是讓每一個(gè)通證的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行投票，選出集中多數(shù)票的節(jié)點(diǎn)，例如100個(gè)，然后這些節(jié)點(diǎn)會(huì)行使類(lèi)似POS的權(quán)力。
DPOS利用利益相關(guān)方批準(zhǔn)投票的權(quán)力以公平和民主的方式解決共識(shí)問(wèn)題，所有網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從費(fèi)用估算到塊間隔和交易規(guī)模，都可以通過(guò)選定的代表進(jìn)行調(diào)整。從某種角度來(lái)看，DPOS有點(diǎn)像是議會(huì)制度或人民代表大會(huì)制度。如果代表不能履行他們的職責(zé)（當(dāng)輪到他們時(shí)，沒(méi)能生成區(qū)塊），他們會(huì)被除名，網(wǎng)絡(luò)會(huì)選出新的超級(jí)節(jié)點(diǎn)來(lái)取代他們。
Practical Byzantine Fault Tolerance，實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法。
拜占庭假設(shè)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模型化，由于硬件錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)擁塞或斷開(kāi)以及遭到惡意攻擊，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)不可預(yù)料的行為。拜占庭容錯(cuò)協(xié)議必須處理這些失效，并且這些協(xié)議還要滿足所要解決的問(wèn)題要求的規(guī)范。這些算法通常以其彈性t作為特征，t表示算法可以應(yīng)付的錯(cuò)誤進(jìn)程數(shù)。很多經(jīng)典算法問(wèn)題只有在t小于n/3時(shí)才有解，如拜占庭將軍問(wèn)題，其中n是系統(tǒng)中進(jìn)程的總數(shù)。
五.BFT-DPoSBFT-DPoS，Byzantine Fault Tolerance - Deligated Proof of Stake，帶有拜占庭容錯(cuò)的委托股權(quán)證明。
EOS的白皮書(shū)中，每個(gè)見(jiàn)證人出塊時(shí)全網(wǎng)廣播，其他見(jiàn)證人收到新區(qū)塊后，立即對(duì)此區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證，并將驗(yàn)證簽名完成的區(qū)塊立即返回出塊見(jiàn)證人，不需等待其他見(jiàn)證人自己出塊時(shí)再確認(rèn)。從當(dāng)前的出塊見(jiàn)證人看來(lái)，他生產(chǎn)了一個(gè)區(qū)塊，并全網(wǎng)廣播，然后陸續(xù)收到了其他見(jiàn)證人對(duì)此區(qū)塊的確認(rèn)，在收到 2/3 見(jiàn)證人確認(rèn)的瞬間，區(qū)塊（包括其中的交易）就不可逆了。交易確認(rèn)時(shí)間大大縮短，從 45 秒縮短至 3 秒左右（主要為等待生產(chǎn)區(qū)塊的時(shí)間）。
EOS原來(lái)是采用DPoS，為了效率采用PBFT 和 DPOS結(jié)合的BFT-DPoS，理論確認(rèn)速度大大提升。因?yàn)镋OS在設(shè)計(jì)之初就提出了選出21個(gè)超級(jí)節(jié)點(diǎn)作為見(jiàn)證人，并負(fù)責(zé)全網(wǎng)的出塊，所以被人詬病缺失了區(qū)塊鏈的去中心化精神。實(shí)際上，比特幣、以太坊這些前輩，經(jīng)過(guò)了前期的發(fā)展后，大部分算力已經(jīng)集中在各大礦池和機(jī)構(gòu)手上了，所以EOS只是提前把這個(gè)生態(tài)確定下來(lái)，并寫(xiě)在臺(tái)面上，才會(huì)有這樣的非議。
EOS的這種妥協(xié)，其實(shí)是兼顧了中心化和效率，是區(qū)塊鏈上一個(gè)有益的嘗試。
【許曉笛】詳解 EOS 的新共識(shí)機(jī)制 BFT-DPoS
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摘要：主流跨鏈機(jī)制概述截至目前，主流的區(qū)塊鏈跨鏈技術(shù)方案按照其具體的實(shí)現(xiàn)方式主要分為三大類(lèi)，分別是公證人機(jī)制側(cè)鏈中繼和哈希鎖定公證人機(jī)制公證人也稱(chēng)見(jiàn)證人機(jī)制，公證人機(jī)制本質(zhì)上是一種中介的方式。 本文首發(fā)于[深入淺出區(qū)塊鏈社區(qū)(https://learnblockchain.cn/)原文鏈接：跨鏈技術(shù)的分析和思考原文已更新，請(qǐng)讀者前往原文閱讀 當(dāng)前的區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺(tái)百花齊放，不同的業(yè)務(wù)、不同...
摘要：一般來(lái)說(shuō)，吞吐量和延遲也難以?xún)扇?，這是因?yàn)楣沧R(shí)的消息復(fù)雜度有一個(gè)下限對(duì)于每一輪共識(shí)，參與共識(shí)的節(jié)點(diǎn)至少要收到一次消息否則連要共識(shí)的東西是什么都不知道。如何處理共識(shí)參與者的動(dòng)態(tài)變化，是區(qū)塊鏈共識(shí)的一個(gè)核心問(wèn)題。 區(qū)塊鏈共識(shí)對(duì)比 區(qū)塊鏈 進(jìn)入方式* 出塊選擇* 共識(shí)方式* 退出方式* 安全偏好 延遲[1] 帶寬效率 節(jié)點(diǎn)數(shù)量[2] Algorand 持有代幣 Random/VRF...
摘要：秘猿科技區(qū)塊鏈小課堂第期延遲為交易發(fā)出到被共識(shí)確認(rèn)所需要的時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，吞吐量和延遲也難以?xún)扇@是因?yàn)楣沧R(shí)的消息復(fù)雜度有一個(gè)下限對(duì)于每一輪共識(shí)，參與共識(shí)的節(jié)點(diǎn)至少要收到一次消息否則連要共識(shí)的東西是什么都不知道。 在之前的幾期秘猿科技小課堂中，我們對(duì)比分析了 PoW 和 PoS 的優(yōu)劣，以及我們 CKB 是如何改進(jìn)比特幣的 PoW 協(xié)議的。這一期是共識(shí)部分的最后一期，我們帶大家綜合了...
摘要：江湖傳聞年，也就是比特幣創(chuàng)立初期，向中本聰發(fā)難，認(rèn)為必須改變比特幣的共識(shí)機(jī)制并提出改進(jìn)方案。至此，單純的機(jī)制已無(wú)完備性可言，也背離了中本聰?shù)脑O(shè)計(jì)初衷。理想終將照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，算法也終將回歸本來(lái)之美。 江湖傳聞：2010年，也就是比特幣創(chuàng)立初期，BM向中本聰發(fā)難，認(rèn)為必須改變比特幣的共識(shí)機(jī)制并提出改進(jìn)方案。不過(guò)，傲嬌的中本聰本尊并沒(méi)有采納，他在強(qiáng)調(diào)了比特幣去中心化的重要性和必要性之后，霸氣回應(yīng)...
摘要：主網(wǎng)上線時(shí)將有條分片，每年計(jì)劃可動(dòng)態(tài)添加一條分片。守護(hù)者計(jì)劃只針對(duì)根鏈，各個(gè)分片挖礦難度完全由哈希算力決定。奇點(diǎn)上線，將成為開(kāi)啟未來(lái)如群星般浩渺的區(qū)塊鏈宇宙的全新起點(diǎn)。 QuarkChain成立一年多以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷的的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與測(cè)試，今天，QuarkChain團(tuán)隊(duì)正式向社區(qū)公告：QuarkChain主網(wǎng) v1.0 版 Singularity（奇點(diǎn)）將于北京時(shí)間2019年4月30日正式...
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