LTK:从区块链的工作逻辑探究理想的共识机制

作为比特币的底层技术,区块链解决的一个核心问题是双花问题,即它需要让分布式节点达成一个统一的认可,这需要一定的方式确定哪些节点是合法的存在,哪些是不合法的存在,由此也就需要共识机制的加入。

可以这样理解,共识机制的重要性在于其构造了一种无信任的合作方式,即便是系统内参与者谁都不存在信任,但仍旧可以基于统一的共识协作完成任务。

以比特币为例来理解,中本聪在比特币的白皮书写到运行比特币网络的步骤:

1、新的交易向全网进行广播;

多链流动性协议Symbiosis已集成zkSync生态DEX SyncSwap:5月6日消息,多链流动性协议Symbiosis在推特上宣布,其已集成基于zkSync的DEX SyncSwap。[2023/5/6 14:45:49]

2、每一个节点都将收到的交易信息纳入一个区块中;

3、每个节点都尝试在自己的区块中找到一个具有足够难度的工作量证明;

4、当一个节点找到了一个工作量证明,它就向全网进行广播;

OKX Web3钱包即将率先接入zkSync Era (zkSync 2.0):3月22日消息,为支持新公链发展和促进多链生态繁荣,OKX Web3钱包将于zkSync Era (zkSync 2.0)主网正式上线后24小时内,率先完成接入,届时,用户可使用App和插件Web3钱包管理自己在zkSync Era上的资产。

据了解,OKX Wallet是异构多链钱包,支持包含Arbitrum、Fantom、Avalanche、Optimistic等50+公链。同时内置DEX、NFT市场、赚币、Dapp探索5大一站式Web3板块,能够满足用户一站式Web3需求。[2023/3/22 13:19:53]

5、当且仅当包含在该区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的,其他节点才认同该区块的有效性;

Synthetix创始人称自己超过95%的净资产在SNX中:在最近推特上的一次讨论中,Synthetix协议的创始人KainWarwick表示,看到加密基金AlamedaResearch将价值数百万美元的资金投入未经审计的SushiSwap协议觉得饶有趣味。似乎Sushi代币的AUM有20-30%来自一个FTX账户。Warwick指出,他个人不会在这种有风险的协议上投入超过1%的资金,因为这种协议可能会在任何时候被管理员或黑客“抽干”所有资金。FTX首席执行官SamBankman-Fried反问Warwick有多少资产被锁在了Synthetix的SNX代币中。Warwick回应表示,目前他“95%”的净资产都在SNX中,不过他也指出,他很难切实地分散这些资金,因为他“被托管为一个核心贡献者且托管通过质押奖励至少一年达成”。据ICODrops报道,虽然他拥有SNX的确切金额尚不清楚,但Synthetix团队最终将拥有流通中的20%代币,这本身就价值上亿美元。(CryptoSlate)[2020/8/31]

6、其他节点表示他们接受该区块,而接受的方法则是跟随在该区块的末尾,制造新的区块以延长该链条,并将该区块的随机散列视为新区快的随机散列值。

也就是说,当交易发生的一刻,比特币的交易数据就被盖上了时间戳,而当这笔交易数据被打包到一个区块中后,就算完成了一次确认,连续6次确认之后,交易不可逆转。在比特币中,每一次确认都需要解决一个复杂的难题,因此每一次确认都需要时间。所以当A试图将一笔资金进行两次支付交易时候,由于确认时间较长,不可能同时得到确认,由此抑制双花问题的存在。

共识机制的加入,抑制“双花问题”,更长远而言,让区块链的工作得以有效的进行,解决运行中会出现的攻击、作弊、延时、一致性、最终确定性等等问题。

但有个问题是,中本聪提出的PoW机制,即比特币在区块生成的过程中使用了PoW机制。通过一种易于校验的计算,看网络中哪一个节点率先找到随机数,通过校验,就可以产生区块,广播获得节点认可之后就形成了区块链。如果A要发动双花攻击,进行交易1后并发送广播,网上其他节点都记录了这笔交易,但要生成6个区块后才能真正确定这笔交易已经成功。在交易1广播后,A却在自己的区块链记录了交易2,重复利用交易1的币。如果A掌握超过51%的算力,那么A可以很大几率的挖出之后的6个区块之后,然后再次广播,此时交易2会被判定为成功,而交易1则失败。也就是一笔钱花2次,但是交易1的收钱者最终并没有收到钱,蒙受损失,这就是所谓的双花攻击。当然,如果算力不够51%,也可以发动双花攻击,也有成功的可能。只是算力越低,发动双花攻击成功的几率会越越小。这也是PoW算力集中的问题之一。

区别于PoW,PoS共识机制要求节点提供拥有一定数量的代币证明来获取竞争区块链记账权的一种分布式共识机制,但同样也有不完善的地方。总体而言,目前主流的共识算法包括PoW、PoS、BFT等,混合共识更如雨后春笋般出现,有一些在主流基础上演变而来的共识算法,诸如PoA、PoI、DPoS、PBFT等。

而哪些共识机制能真正担起区块链大规模应用落地的使命,或许时间会给到答案。

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