[区块链]DPoS(委托权益证明机制)官方共识机制详解——BTS、EOS
寫在前面
官方原文即解析
Delegated Proof-of-Stake Consensus
———————————- 委托權(quán)益證明的共識一個強(qiáng)大而靈活的共識協(xié)議一個具有高魯棒性,的靈活協(xié)議共識
一,殘疾人組織的協(xié)議背景描述
委托權(quán)益證明(DPOS)是目前所有共識協(xié)議中最快,最有效,最分散,最靈活的共識模式。 DPOS利用利益相關(guān)方批準(zhǔn)投票的權(quán)力以公平和民主的方式解決共識問題。 所有網(wǎng)絡(luò)參數(shù),從費(fèi)用估算到塊間隔和交易規(guī)模,都可以通過選定的代表進(jìn)行調(diào)整。 塊生產(chǎn)者的確定性選擇允許平均僅需要1秒就能確認(rèn)交易。 也許對我們來說,最重要的在于共識協(xié)議旨在保護(hù)所有參與者免受不必要的邏輯檢查。因為這一塊對于大部分共識協(xié)議來說,是最大的瓶頸。
我們回顧下對于任何一個共識協(xié)議,我們都應(yīng)該考慮以下問題:
誰應(yīng)該生成應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫的下一個更新塊?
下一個塊應(yīng)該何時產(chǎn)生?
該區(qū)塊應(yīng)包含哪些交易?
協(xié)議的變化如何應(yīng)用?
競爭的交易歷史應(yīng)該如何解決?
對于任何一個共識協(xié)議,我們的目標(biāo)是找到這些問題的答案,對于防范那些希望獲得網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)的攻擊者而言,確保我們的共識過程是強(qiáng)大的。 實(shí)際上,獲得控制意味著獲得單方面控制了審查交易的能力。因此我們希望這個共識協(xié)議的整個實(shí)現(xiàn)過程應(yīng)該是強(qiáng)大的,即使攻擊者利用不同計算機(jī)上數(shù)據(jù)庫狀態(tài)中的臨時不一致性來進(jìn)攻整個共識協(xié)議也應(yīng)該是能夠被防范的。
選舉見證這個詞是因為它是一個不受監(jiān)管的法律上中立的詞。 傳統(tǒng)的合同通常有見證人(Witnesses)簽名的地方。但是對于非常重要的合同,有時會使用公證人來進(jìn)行公證。 見證人和公證人都不是合同的締約方,但是他們在證明”整個合同是在指定時間由指定人簽署而非其他人”起到非常重要的作用。 在比特股中,見證人通過將其包含在鏈的區(qū)塊中來起到類似的驗證簽名和時間戳事務(wù)的作用。
在DPOS的共識協(xié)議下,利益相關(guān)方(Stakeholders又名股東)可以選擇任意數(shù)量的見證人來生成區(qū)塊。在這里,區(qū)塊是指一組更新數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的事務(wù)。 每個賬戶允許每個見證人擁有一張選票,這個過程稱為被批準(zhǔn)投票。 如果說通過總審批的前N名證人被選中,那么見證人數(shù)目(N)的定義必須至少有50%的投票,利益相關(guān)方才能認(rèn)為整個投票過程是足夠的去中心化的。 當(dāng)利益相關(guān)者提出他們所希望的見證人數(shù)量時,他們也必須投不低于該數(shù)量的投票。 同時也不能說為了實(shí)現(xiàn)去中心化而投出比見證人數(shù)量更多的票。
每當(dāng)見證者們生產(chǎn)一個區(qū)塊時,他們都會為他們付出的服務(wù)進(jìn)行費(fèi)用的收取。 他們的費(fèi)用高低由利益相關(guān)者通過他們選出的代表制定(稍后討論)。 如果見證人沒有生產(chǎn)出一個區(qū)塊,那么他們就沒有收入,同時還有可能在未來被投票出局失去見證人身份。
每次經(jīng)過一個維護(hù)間隔時間(目前為一天)活動證人的名單會更新一次,同時當(dāng)選票會被記錄。 然后將所有見證人輪換進(jìn)行所謂的洗牌過程,并且每個見證人輪流在每2秒的一個固定時間內(nèi)產(chǎn)生一個區(qū)塊。 在所有見證人輪流直至洗牌結(jié)束,見證人再次進(jìn)行洗牌過程。 如果在一次洗牌過程中,證人沒有在他們的時間段中產(chǎn)生一個塊,那么該時間段(2秒)后將見證人會被跳過,下一個證人產(chǎn)生下一個塊。如此循環(huán)。
在整個過程中,任何人都可以通過觀察見證人的參與率來監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)健康狀況。 歷史上,比特股一直保持了99%的見證參與。 如果在某個時候見證人的參與程度都低于一定水平,那么整個區(qū)塊鏈交易網(wǎng)絡(luò)用戶可以被允許用更多時間進(jìn)行交易確認(rèn),而且還會提醒用戶需要對他們的網(wǎng)絡(luò)狀況保持高度警惕。 該特性為BitShares提供了獨(dú)特的優(yōu)勢,可以在出現(xiàn)問題后的1分鐘內(nèi)提醒用戶區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上可能存在潛在的問題。
這些能夠進(jìn)行參數(shù)修正的選定代表們(Elected Delegates)其選舉方式的產(chǎn)生類似于證人的方式。 代表成為特權(quán)帳戶的共同簽名者,該特權(quán)帳戶有權(quán)提出對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的調(diào)整。 這個特權(quán)賬戶通常被稱為創(chuàng)始賬戶。 這些參數(shù)包括交易費(fèi)用,區(qū)塊大小,見證人服務(wù)費(fèi)用和區(qū)塊生產(chǎn)的間隔時間等等。 在大多數(shù)代表批準(zhǔn)了提議的變更后,利益相關(guān)方被授予2周的審查期,在此期間他們可以為代表投票是否同意或者取消提議的變更。
這種設(shè)計的選擇是為了確保在技術(shù)上代表們沒有直接的權(quán)力,并且網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的所有變更最終都需要得到利益相關(guān)方的批準(zhǔn)。 這樣做是為了保護(hù)代表不受可能適用于加密貨幣自身的管理員或者項目方的影響。 在DPOS下,我們可以確切地說,行政權(quán)力掌握在用戶手中,而不是單方面的代表或見證人。
代表與見證人不同的是代表是一個公益身份,并不會有酬勞。 當(dāng)然,一般來說,對整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)這些參數(shù)的調(diào)整是非常非常少的,畢竟涉及到整個網(wǎng)絡(luò)。生成帳戶可以在技術(shù)上執(zhí)行任何其他帳戶可以執(zhí)行的任何操作,這意味著可以將資金發(fā)送到創(chuàng)建帳戶或指定創(chuàng)建帳戶作為托管代理。 起源賬戶也可以用來發(fā)行新資產(chǎn)。 當(dāng)選代表可以幫助利益相關(guān)者執(zhí)行需要高度信任和責(zé)任感的任務(wù)時,有大量的應(yīng)用程序。
四,關(guān)于分叉
有時需要升級網(wǎng)絡(luò)以添加新功能。 在DPOS的共識機(jī)制下,所有變更必須由積極的利益相關(guān)方批準(zhǔn)才能觸發(fā)。 雖然技術(shù)上見證人可以單方面串通和改變他們的軟件,但這樣做并不符合他們的利益。 基于見證人自己在對區(qū)塊鏈政策保持中立的承諾才能被選舉上,因此見證人一般會通過保持重力來免受區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)管理員/經(jīng)理/業(yè)主/經(jīng)營者的指控,畢竟見證人也是他們的雇員。
只要利益相關(guān)方批準(zhǔn),開發(fā)人員可以實(shí)施他們認(rèn)為合適的任何更改。這項政策不僅可以保護(hù)開發(fā)者,同時它還可以保護(hù)利益相關(guān)者,并確保沒有任何人單方面控制區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)或讓區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)失控。
硬分叉是如同替換了51%的見證者,因此利益相關(guān)者參與的越多,其對應(yīng)的選舉證人越多,那么整個系統(tǒng)的安全性就越高。
當(dāng)然最終能夠進(jìn)行硬分叉,其實(shí)最終取決于網(wǎng)絡(luò)上的每個愿意升級他們的系統(tǒng)的用戶。并且不存在一個能夠強(qiáng)制硬分叉的區(qū)塊鏈協(xié)議。這意味著如果大部分用戶愿意進(jìn)行系統(tǒng)升級,那么就可以在沒有需要利益相關(guān)方投票的情況下推出硬分叉來進(jìn)行“錯誤修復(fù)”的操作。
實(shí)際上,很少通過直接大部分用戶直接升級軟件的方式進(jìn)行硬分叉。一般來說,無論多小的內(nèi)容升級,開發(fā)者和證人都應(yīng)該遵循流程,等待利益相關(guān)者批準(zhǔn)之后再進(jìn)行分叉操作。
五,雙花問題
----在任何一個包含“前序交易”的區(qū)塊鏈上都會發(fā)生雙花問題,而使用DPOS共識機(jī)制下,該問題通過自身系統(tǒng)區(qū)塊鏈重組來排除此類問題,因此這意味著即使見證人會因互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的中斷而導(dǎo)致通信故障,但通信故障導(dǎo)致雙花的攻擊行為可能性會非常低。同時該網(wǎng)絡(luò)會在在發(fā)生故障導(dǎo)致見證人未能按計劃生產(chǎn)區(qū)塊的同時,能夠監(jiān)測自己的健康狀況,并可以立即檢測到通信中出現(xiàn)的任何損失。如果發(fā)生這種情況時,用戶可能需要等到一半以上的證人確認(rèn)交易后才能繼續(xù)進(jìn)行下一個交易,這個過程可能會長達(dá)一到兩分鐘。
六,交易權(quán)益證明機(jī)制
網(wǎng)絡(luò)上的每個事務(wù)可以可選地(可選)包含最近塊的散列哈希。如果這樣選擇觸發(fā)此項機(jī)制,那么交易的簽署人可以在任何一個包含該交易的區(qū)塊鏈中確信他們的交易。但這一過程的副作用是隨著時間的推移,所有利益相關(guān)者需要驗證整個歷史的交易信息。
七,區(qū)塊鏈重組
八,最大限度的去中心化
在DPOS共識機(jī)制下,每個利益相關(guān)者的影響力與其利益成正比,沒有任何的利益相關(guān)者(用戶)會被排除在行使這種影響力之外。但是市場上的其他共識系統(tǒng)幾乎都存在這種情況。以下有很多種來排除了據(jù)大多數(shù)利益相關(guān)者(用戶)影響力的方式。其中一些方式是通過設(shè)計邀請制的機(jī)制來減少大多數(shù)利益相關(guān)者(用戶)的系統(tǒng)控制參與度。其他則是通過讓參與費(fèi)用高于他們的收入費(fèi)用來排除其(用戶)參與。還有一種是通過技術(shù)上允許每個利益相關(guān)者(用戶)參與,但是他們卻可以被產(chǎn)生絕大多數(shù)塊的一些大型玩家(莊)輕易地(安全)忽略其影響力。而只有DPOS確保塊生產(chǎn)的區(qū)塊平均分配給整個系統(tǒng)的大多數(shù)人,并且每個人都有一種經(jīng)濟(jì)可行的方式來影響這些人。
九,樂扣老師的小結(jié)
----對于BM提出的DPOS,無論是用在BTS還是在EOS。其整個共識機(jī)制乃至區(qū)塊鏈系統(tǒng)的設(shè)計充分體現(xiàn)出了BM本人的世界觀。他的天才不僅僅體現(xiàn)在出塊的邏輯性,區(qū)塊鏈系統(tǒng)重組的健壯性,見證人和代理人機(jī)制設(shè)計的靈動性和盡最大可能的去中心化機(jī)制設(shè)計和顧及任何一方利益相關(guān)者(用戶)的公正性,更是在整個以區(qū)塊構(gòu)建的世界中讓他的個人哲學(xué)理念充分的表達(dá)了出來。最近EOS超級節(jié)點(diǎn)競選很火,EOS憲法草案也逐漸推出。希望BM能夠堅持下去他那份最初的愿景,更希望對于全世界競選超級節(jié)點(diǎn)的團(tuán)隊,能夠完全消化這個白皮書,讀懂殘疾人組織共識中描繪的愿景,能夠?qū)⑵湓诂F(xiàn)實(shí)生活中實(shí)踐出來,并完善他,造福整個區(qū)塊鏈社會。
結(jié)束語
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方式一:
方式二:
以太坊地址
總結(jié)
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