衝量網絡 | 區塊鏈共識

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區塊鏈中最爲基礎的機制即爲共識機制。共識在現實中,一般會表現爲一些不同的人在統一相同的認知、價值觀或者觀念時,在某一方面達成的一致意見。而區塊鏈網絡中的共識機制也是確定達成某種共識和維護共識的方式。
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由於區塊鏈網絡並不是一箇中心化的網絡,沒有類似於像傳統互聯網系統那樣的中心化服務器或者中心化決策人,因此在進行傳輸信息、價值轉移時,會引入共識機制解決並保證每一筆交易在所有記帳節點上的一致性和正確性問題。

一般來說,由於區塊鏈網絡有各類不同的應用方法,因此往往每個項目的共識算法都不相同,目前來說,主流的共識方法有POW、POW、DPOS、PBFT等。

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工作量證明(Proof of Work,POW),就像字面意思所說的那樣,我們可以理解爲一份證明,證明你在網絡中確實做了被認可的工作,其具體的表現形式便是我們熟悉的“挖礦”。通過運算計算出一個滿足規則的隨機數,即獲得本次記賬權,發出本輪需要記錄的數據,全網其它節點驗證後一起存儲,區塊鏈共識算法用的最多的就是POW。比特幣和以太坊都是基於POW的共識機制。

例如在比特幣出塊中,大家共同爭奪記賬權利,誰先搶到當前區塊並正確完成記賬工作,誰就得到系統的獎勵,也就是所謂的“挖礦”。參與記賬的人通過計算機的算力計算一個值去完成這個記賬工作,而擁有計算能力的專業計算機就是所謂的“礦機”。

優點:完全去中心化,所有人可參與。

缺點:大量的無效算力被詬病造成大量的算力和能源浪費,並且在低算力情況下很容易被攻擊。且往往由於出塊週期比較長,難以適應商業化應用。

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權益證明(Proof of Stake,POS),當Token擁有者持有Token時,網絡便會計算其數量和時長來決定獲得記賬的機率,類似於股票的分紅制度,持有股權越多的人就能夠獲得更多的分紅。在一些項目中根據每個節點所佔代幣的比例和時間等比例的降低挖礦難度,從而加快找隨機數的速度。

優點:縮短了共識達成的時間,避免了POW機制帶來的資源浪費,加快了運算速度。

缺點:擁有幣越多,持有越長的節點獲得出塊權的概率越大,容易造成財富越來越集中,導致中心化的產生。

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委託權益證明(Delegated Proof of Stake,DPOS),其說POS的衍生方案,如果說POS是股東大會投票,而DPOS則是通過股東投票投出董事會,而董事會之間進行投票來出塊,擁有Token的人可以投票給支持的大節點,從而選舉出一定數量的總代理人,由總代理人負責驗證和記賬。不同於POW和POS的全網都可以參與記賬競爭,DPOS的記賬節點在一定時間段內是確定的。

例如EOS就採用了這樣的共識方式,其通過所有的EOS持有者,通過投票選出21個主節點和一些備用節點,然後輪流獲得記賬權進行出塊,相對於BTC或者ETH等項目,其可以做到3秒出塊,但相對應的,其中心化更高。

優點:速度和效率極高,並且維護網絡安全費用非常低。

缺點:去中心化程度較低,缺乏激勵機制,需要增發來維持節點的參與度。

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實用拜占庭容錯算法(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT),PBFT是一種狀態機副本複製算法,即服務作爲狀態機進行建模,狀態機在分佈式系統的不同節點進行副本複製。每個狀態機的副本都保存了服務的狀態,實現了在有限個節點的情況下的拜占庭問題,有一定的容錯性,並同時保證一定的性能。

在實際應用中,例如NEO等項目,在PBFT爲共識參與節點的產生設計了一套基於持有權益比例的投票機制,通過投票決定共識參與節點,並引入數字證書,解決了投票中對記賬節點真實身份的認證問題,形成DBFT共識。

優點:速度快,去中心化程度相比DPOS更高

缺點:對服務器同步要求高,一旦某些節點無法同步,容易產生長時間無法出塊的尷尬。
PBFT流程示意圖
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衝量網絡區塊鏈層將採用DPOS的共識,其能保證基礎網絡的運轉,而在後期,衝量網絡將開發自研可信算力共識與區塊鏈底層協議,但仍將保持與業界主流的區塊鏈的兼容,可以一鍵式的爲主流區塊鏈提供可信算力。

在區塊鏈層中,通過DPOS共識機制來決定出塊的節點。進行任務選擇、激勵分配和交易驗證。而在可信算力部分,通過可信算力共識機制來決定每次計算任務的分發順序。兩類共識共同維護衝量網絡的運行的用戶參與度。

同時衝量網絡通過自研的區塊鏈網絡,在性能、共識和可信計算任務調度上具備更好的優勢,更加適合可信算法和可信應用的運行。


衝量網絡隸屬於上海衝量網絡科技有限公司,致力於打造全球區塊鏈可信計算網絡,爲商業場景提供可信計算、安全存儲和區塊鏈網絡解決方案和PaaS服務。衝量網絡通過匯聚多樣化的可信計算資源建立全球最大的可信算力網絡,支持企業、政務大數據中心的數據聯合計算、聯合建模、區塊鏈外可信存儲、可信供應鏈金融、可信跨鏈服務等場景的分佈式計算。同時,衝量網絡爲企業提供一系列的基於區塊鏈+X技術的產品和解決方案,打造下一代的分佈式可信計算平臺,支持區塊鏈的邊界無限擴展,是Web3.0時代的重要基礎設施。
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