OIN:Bytom2.0 共识算法介绍

术语

Epoch:一个Epoch以一定的区块数来记数,在同一个Epoch下验证者节点是固定的,下一个Epoch会根据上一个Epoch投票情况产生新的验证者。

Checkpoint:共识算法不会处理链中的所有区块,而是以Checkpoint为单位来验证,一般情况下以一个Epoch的区块数作为一个Checkpoint。

Justified:一个Checkpoint在收到一次2/3确认后状态为justified,justified的节点可能会被推翻。

Finalized:一个已经justified的Checkpointc的子节点被justified后,则Checkpointc转化为finalized,具有finalized的checkpoint不可被推翻。

声音 | DigiByte创始人:应该在DigiByte区块链上构建美元稳定币DigiDollar:DigiByte创始人Jared Tate发推称,“所以是我们构建DigiDollar的时候了。在DigiByte区块链上启动了一个美元稳定币。现在所有这些稳定币都是在非常不安全的集中式网络上发行的。完全是垃圾。实际上,所有稳定币的功能都是一样的。一些中心化的集团承诺,他们会用某个银行账户支持发行的所有稳定币。所以每个人都必须信任他们,他们的行为就像中央银行印制数字代币一样。所以人们会问两个问题?谁管理货币和代币发行,以及法定货币来自哪里?我的建议很简单。让我们真正将整个系统去中心化。让个人使用自己的银行账户实时支持自己的DigiDollar。通过智能合约和API将DigiDollar实时与钱包持有者自己的银行账户挂钩,以确认实际账户余额。没有中央政党控制任何事情。储备证明实际上变成了数百万人或更多人。该应用将是空前的,如果正确构建,则没有人会控制它。这将是由真正去中心化的DGB区块链保护的数学代码。[2019/12/27]

为什么我们需要升级Bytom2.0共识

公告 | OKEx上线Bytecoin(BCN)的公告:OKEx上线 Bytecoin(BCN),BCN充值时间为7月04日16:00 HKT;BCN/OKB、BCN/BTC、BCN/USDT的市场交易时间为7月05日 16:00 HKT;BCN提现时间为7月08日 18:00 HKT。[2018/7/4]

Vapor也采用了和Bytom2.0一样的DPoS+BFT算法,且稳定运行了较长时间,并承载了很多应用,但同时也发现存在以下问题:

在高速出块的情况下,每个区块都要进行2/3的签名确认将占用大量的网络带宽。0.5秒出块使得链上数据占用的磁盘空间急剧膨胀;容易导致分叉;此外,也给一些钱包、浏览器造成了一些性能上的瓶颈。共识算法未经过有效的安全性验证,传统的BFT算法一般都需要两次确认。Bytom2.0对共识进行了升级,以解决上述的几个问题:

General Bytes在布拉格地铁线路上安装10台比特币ATM:据btcmanager.com消息,General Bytes公司已经在捷克首都布拉格地铁沿线安装了10台比特币ATM机。比特币ATM机具有的功能包括:从ATM机接收比特币,接从ATM上发出NFC钱包卡,并且支持其他加密货币,譬如Dash,litecoin和monero,因此在欧洲,亚洲和北美市场上越来越受欢迎。General Bytes公司表示,加密货币是互联网未来自由(不仅仅是金融)的基础支柱。[2018/5/28]

采用Checkpoint为单位来进行验证和签名,大大减少了签名确认所占用的网络带宽将0.5s一个块延长为6s一个块,降低分叉概率对每个Checkpoint进行两次确认,第一次为Justified状态,第二次才进入最终确认Finalized状态Bytom2.0升级后,在以下多个方面可以获得较大提升:

币安上市Bytecoin(BCN):据币安最新公告,币安现已上线Bytecoin(BCN),并开通BCN/BNB、BCN/BTC、BCN/ETH交易对。[2018/5/8]

节约能源更好的性能提升更好的经济安全性更强的扩展性

共识过程

1、在Bytom2.0链刚启动时,由创世节点负责出块。此时其他节点可进行抵押BTM来成为共识节点,普通参与者可对共识节点进行投票。

2、每个投票和选举轮次称为一个Epoch,一个Epoch包含一组区块,在该Epoch中共识节点是固定的,下一个Epoch开始根据投票数量重新选举共识节点。

3、当下一个Epoch检测到有合法的共识节点达到一定个数时,创世节点停止出块,由共识节点出块。

4、从当前Epoch开始,每隔6秒出1个块,每个共识节点按照票数排序轮流进行出块。

5、Bytom2.0不会对每个区块进行验证,而是采用Checkpoint为单位来处理,一般情况下以一个Epoch的区块数作为一个Checkpoint。

6、Bytom2.0会对每个Checkpoint进行两次确认,一次是Checkpoint在收到2/3确认后状态为Justified,此时还可被推翻,而等到其子节点也被确认为Justified状态后,获得二次确认并获得Finalized状态,此时获得最终确认且不能被推翻。

7、为了防止无利害攻击,Bytom2.0会对同时进行同一高度的两个区块签名的共识节点进行惩罚,罚没其抵押的部分BTM,考虑到这部分的复杂性,Bytom2.0会在共识稳定后逐步引入该机制

选举和出块过程

CheckPoint验证

每个Checkpoint会经过一轮共识节点的验证和签名,当获得超过2/3的签名后,Checkpoint会得到一次确认,并设置为Justified。

状态转换

如下图所示,黄色粗箭头存在一条link,从某一个sourcecheckpoint到targetcheckpoint,如果该link得到2/3?签名,target变成justified。如果source是他的直接父节点才会变成finalized,出块会跟随具有最大高度justifiedcheckpoint的链。

小结

Bytom2.0的共识算法,是基于Vapor共识算法的经验和教训,同时吸收了ETHCasper的相关设计理念,但对于其复杂的部分又进行了优化,推出的适合于比原链自身的一种创新共识。

Bytom2.0的共识算法,在节能,性能,对抗攻击能力和扩展性等方面都具有优势,共识算法作为区块链底层最重要的基础协议,必将在Bytom2.0上发挥巨大的价值。

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