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以DENC為例,淺談BFT+POS混合共識機(jī)制

 2018-08-27 14:58  來源:互聯(lián)網(wǎng)  我來投稿 撤稿糾錯

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在幣圈或鏈圈,經(jīng)常會聽到“共識機(jī)制“一詞。什么是共識機(jī)制?共識機(jī)制是讓區(qū)塊鏈系統(tǒng)的每一個節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致的策略和方法。技術(shù)界大佬李開復(fù)有一句很經(jīng)典的話:夫妻意見一樣聽丈夫的,夫妻意見不同聽太太的。只要確立這樣的規(guī)則,夫妻就容易達(dá)成“共識”。

區(qū)塊鏈為何也需要共識呢?區(qū)塊鏈技術(shù)作為一個去中心化的產(chǎn)物,不具備任何的仲裁機(jī)構(gòu),一旦出現(xiàn)問題爭端,沒有人可以站出來處理,所以,區(qū)塊鏈系統(tǒng)里的共識機(jī)制與人們需要遵守的規(guī)則是相同。試想,如果一個人拿著一枚金幣,同時向兩個人A和B進(jìn)行支付,但一枚金幣不可能分開兩塊進(jìn)行交易,那么到底在誰的交易中有效呢?為解決這樣的問題,則需要一個固定的規(guī)則,這個規(guī)則就是區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缋锏墓沧R機(jī)制。

比特幣如今使用的是POW共識機(jī)制,DENC區(qū)塊鏈?zhǔn)褂玫亩腔诎菡纪ト蒎e(BFT)的權(quán)益證明(POS)。POW是proof work的縮寫,意為工作證明,POW機(jī)制是根據(jù)挖礦貢獻(xiàn)的有效工作來進(jìn)行分配獲得的代幣,采取多勞多得制,是一種相對來說比較公平的共識機(jī)制。但DENC為何使用POS機(jī)制?

首先,POW帶來大量的資源浪費(fèi),效率也比較低下。比如前段時間比特幣的價格一度跌至6000美元,使得很多小型礦場損失嚴(yán)重,因?yàn)橄鄬τ?000美元的價格,已非常接近挖出一枚比特幣的成本,而且6000美元絕大數(shù)是電費(fèi)的消耗,因此,挖出一枚比特幣則耗費(fèi)了大量資源,造成了資源浪費(fèi)。為了確保DENC區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)適用于物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的龐大系統(tǒng),避免資源的浪費(fèi),POS機(jī)制發(fā)揮了其獨(dú)特的重要作用。

其次,POS作為權(quán)益證明機(jī)制,要求證明人提供一定數(shù)量加密貨幣的所有權(quán)。POS的核心是根據(jù)持有的財產(chǎn)以及持有財產(chǎn)時間,作為隨機(jī)分配記賬權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)。這里要說到有關(guān)什么是幣齡,你擁有一個幣一天,就會帶來一天的幣齡。幣齡決定了挖礦的收益,而非通過大量的計算機(jī)運(yùn)算獲得。關(guān)于POS的運(yùn)作方式,POS的本質(zhì)是進(jìn)行挖礦運(yùn)算的,當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個新的區(qū)塊時,POS機(jī)制根據(jù)每個節(jié)點(diǎn)的幣齡,按比例降低節(jié)點(diǎn)的挖礦難度,從而加快挖礦效率,這樣就減去了無數(shù)個礦機(jī)挖礦帶來的巨大電費(fèi)消耗,更具有環(huán)保的意義。

除POS機(jī)制以外,DENC還運(yùn)用了拜占庭容錯機(jī)制(BFT),拜占庭容錯(Byzantine Fault Tolerance 縮寫為BFT),指在非可信的分布系統(tǒng)中,允許出現(xiàn)一定數(shù)量的作惡節(jié)點(diǎn),使得這些節(jié)點(diǎn)之間達(dá)成一致性。

DENC區(qū)塊鏈中,每產(chǎn)生一個區(qū)塊,都需要全部人的投票簽名進(jìn)行確認(rèn),BFT共識機(jī)制的每輪投票簽名僅由一個驗(yàn)證者提出,當(dāng)驗(yàn)證者收到超過2/3驗(yàn)證者簽名才能確認(rèn)區(qū)塊的歸屬。因此,BFT算法可容忍不超過1/3節(jié)點(diǎn)的數(shù)量作惡(故意給出錯誤信息)或失敗(網(wǎng)絡(luò)掉線或延機(jī)造成無法回復(fù))。只要超過2/3的節(jié)點(diǎn)正常,系統(tǒng)就正常運(yùn)作,動態(tài)調(diào)整出區(qū)塊時間,具有高性能、高效率的特點(diǎn),并提供了確定交易執(zhí)行、拜占庭容錯、動態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)等特性,有利于智能充電的商業(yè)應(yīng)用場景。

DENC綜合了BFT和POS的共識機(jī)制,使得DENC區(qū)塊鏈中的攻擊需要大量的代幣才更大效率的廣播區(qū)塊,提高了攻擊成本,確保了區(qū)塊鏈的安全,對比比特幣單一的POW算法, BFT+POS的混合共識機(jī)制具有更高的效率,更低的資源浪費(fèi)的優(yōu)點(diǎn),對比比特幣緩慢的交易處理速度,BFT+POS的機(jī)制更適用于大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作。

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