区块链:共识机制之「权力的游戏」:PoS会是铁王座最终的冲击者吗?

聚合签名E.Kokoris-Kogias等在其论文中提出了在共识机制中使用聚合签名的方法。论文中提到的ByzCoin以数字签名方式替代原有PBFT使用的MAC将通讯延迟从降低至;使用聚合签名方式将通讯复杂度进一步降低至。但ByzCoin在主节点作恶或33%容错等方面仍有局限。之后一些公链项目,例如Zilliqa等基于这种思想,采用EC-Schnorr多签算法提高PBFT过程中Prepare和Commit阶段的消息传递效率,并结合分片等优化技术以希望突出改进公有链平台TPS。Gosig也使用该方法,同时还结合了Algorand以可验证随机函数的方式选择“Leader”和多轮投票等方法来尽量降低Leader作恶可能性。可验证随机函数可验证随机函数是另一个经常会使用到的密码学技术。在区块链共识里,经常会被用来以一种公平公开的方式选出某些节点,作为出块者或者验证者。因此在公链平台中与中本聪共识进行结合,既可容纳众多参与者,又能尽量避免PoW的算力集中等问题。Algorand、VBFT、Dfinity,都是通过引入可验证随机函数的共识机制改进节点中心化的问题。Algorand和Dfinity的“套路”大体上可从可验证随机函数包含的四个函数来看:1、生成密钥,生成一个公钥私钥对;2、生成随机数输出;3、计算零知识证明;4、验证随机数输出。具体过程是先将前一个随机数和某种代表高度、轮次的变量进行组合,用某种私钥对之进行签名,最后哈希一下得出最新的随机数。这样产生的随机数旁人很容易验证其合乎算法,"V"就这样得到了;而哈希返回值又是随机分布的,“R”也因此得到保证。正如VRF的文字表述,目的就是要生成一个真正随机而且无法被预测的值。在区块链选出块节点的过程中,为了保证安全,随机是一个基本要求。不过,区块链选节点不单纯是随机就有保证了,还要考虑到攻击成本、治理的公平性等问题。如果单纯使用随机算法,就很容易受到“女巫攻击”:攻击者可以廉价地以大量的傀儡机来增加自己抽中的概率。所以共识机制往往还需要加入算力和持币权益等影响因素来综合设计,以增加攻击者的攻击成本。但密码学的技术应用也并不是没有代价的。门限签名、聚合签名通常要比普通签名技术需要更大的计算量。在具体技术实现上,有些会需要一些特殊的信息交互过程或中心化的密码基础设施。另外,Algorand和Dfinity这些大量使用VRF的区块链系统还没有上线,VRF在共识中的具体使用效果还有待实践评估检验。结语

声音 | 陈伟星:比特币记账共识机制PoW是最廉价、最可靠的记账算法:今日,陈伟星发微博表示,比特币的记账共识机制PoW,就是被人称之为“挖矿”的算法,实际上是最廉价、最可靠的记账算法。理由很简单,假设一个区块链成功后的记账费用是2000亿,按ebitda20%看,至少需要付出1600亿的运营成本,而一切成本,包括人的劳动时间,本质都是能源。而能源,是最物理性的去中心化。 ????[2019/1/4]

共识算法的“权力的游戏”还在继续,区块链及分布式计算的演化不会停歇。回顾共识算法过去40年的发展历程,由古典时期BFT对一致性的关注,到近代时期中本聪共识对容错和去中心化的追求,再到现在PoS、VRF等对性能平衡的聚焦,可以看到:游戏还在继续,未来浪成于微澜之间。

BM发推特感谢V神帮助提升DPOS终版共识机制:EOS的创始人BM刚刚在推特上感谢V神帮助EOS开发团队改善DPOS BFT终版共识机制,并附上其在5月16日早上于Medium发布的一篇名为《DPOS BFT——流水线结构拜占庭容错机制》的文章,说明EOS.io的最终版共识机制原理。昨天晚上,以太坊的创始人Vitalik Buterin在EOS.io的Github专区评论,指出EOS.io最近更新的DPOS兼拜占庭容错机制无法保证区块的安全,并建议使用以太坊团队提出的Casper FFG中的算法。[2018/5/16]

中国信通院云计算与大数据研究所所长何宝宏:区块链中如何使用共识机制是大问题:中国信通院云计算与大数据研究所所长何宝宏:区块链是唯一崛起于草根的颠覆性技术,越来越多的行业应用正在采用分布式账本技术;在区块链中如何使用共识机制是大问题,当信任缺失时,共识机制十分消耗算力;区块链技术人才需求朝复合型方向发展。[2017/12/22]

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