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从概念共识到“理性共识”lemo chaind的DPoVP共识助力商业落地公链?

叁点壹区块链
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随着区块链社区对区块链共识算法的研究,技术社区已经发现在Internet规模的网络中可达到的性能上限不仅取决于共识算法的性能参数,更取决于公链性质在算法选择过程中的契合程度。


共识机制一直是公链研究的热点,普遍的观点认为有效算法是必须符合拜占庭容错原则的。并且需要在尽可能短的时间内做到安全、明确及不可逆,便于提供一个最坚实且去中心化的系统。


而从更为广泛的角度看待共识,可以理解为每个人按照最有利的方式来追求源于自身天性的激情欲望是一种“合理的选择”,那么,这些追求私人欲望目标的人同意遵守共同的约定而寻求与他人和平共处并建立一个合作的秩序就是公链共识标准的核心。

 

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最近几年,关于共识的热度下降,并非是共识不再重要,而是要从技术上解决拜占庭容错问题的方式已经足够多。各个公链有了属于自己的选择,但是,简单地对共识进行选择而不对公链本身的落地场景进行充分考虑,最终会使得公链的运行出现偏差。这也是最近几年较难有广泛影响力的公链出现的原因之一。


如今的行业需求,已经在逐步要求共识概念从理念的共识转向理性的共识,所有公链对共识的采用不仅仅是套用,而是具有创造性的、合理性的理性选择。


目前行业内广泛认可的共识机制有四种,其中实用拜占庭容错(PBFT)、POW、POS、Dpos机制广泛应用于区块链领域,而价 值 参 与 权 益 证 明(Delegated Proof of Valuable Participation,DPoVP)则是lemo chaind实施的最适合商业落地公链的共识机制。

 

实用拜占庭容错(PBFT)

 

拜占庭容错问题可以形象地表述为主要解决一个将军可信通信的问题。拜占庭帝国是 5-15 世纪的东罗马帝国,也就是现在的土耳其。它的十个邻邦国家对其垂涎已久。但拜占庭城墙高耸,没有一个单独的邻邦能够成功入侵。任何单个的城邦的入侵行动都会失败,而且入侵的军队也会被歼灭,使得自身反而容易受到其他九个城邦的入侵。

 

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而如果少于6个邻邦进攻拜占庭,行动也会失败,此时,如果有其中一个或者几个邻邦发生背叛,答应一起进攻,但在其他人进攻的时候反悔了,就会导致只有五支或者更少的军队同时进攻,所有的进攻军队都会被歼灭。


因此,进攻拜占庭的邻邦联合军如果想要达到一致进攻或者撤退的目的,就要达成基本的共识,形成行动的一致性,而在区块链领域中,如何围绕如何实现一致性的问题,就出现了各式各样的共识方式,其中PBFT就是其中一种。


PBFT 机制以 IMB HyperLedger fabric 为代表。其描述的一种解决方案核心是状态机副本复制算法。由一个主节点负责生产区块,将接收到的交易数据向全网广播。最终每个节点都保存了服务的状态副本。


PBFT 的工作前提是网络中的各节点事先已知,因而只适用于联盟链或私有链。工作在PBFT 机制下的节点需要点对点通信,通信量会随节点数量增长而

爆发式增长,在公链环境下会导致严重的广播风暴。

 

工作量证明(Proof of Work,PoW)

 

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工作量证明(Proof of Work,PoW)让建立的区块链系统中每个节点为整个系统提供计算能力(简称算力),通过一个竞争机制,让计算工作完成最出色的节点获得系统的奖励,也就是完成利益的分配。


这个共识方式可以理解为在进攻拜占庭帝国的10个邻邦中,根据每个将军的“工作量”分配成功后的“利益”。那么,在达成这个共识的前提条件之后,相互之间的信任问题就可以得到解决。10个邻邦无需猜测哪个邻邦会叛变,全都会为了取得“工作量”而努力。

 

股权证明(Proof of Stake,PoS)

 

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股权证明(Proof of Stake,PoS)是把一定的投入当做最后分配利益的根据,投入的多少决定了有“多少”资格去获取利益。相当于在进攻拜占庭帝国的10个邻邦中先对利益和投入的多寡进行了分配,在达成这个共识之后,10个邻邦同样不需要获取其他邻邦的信任,只需要在前期进攻时投入更多以获取足够的“股权”即可。


在区块链领域中,股权证明(Proof of Stake,PoS)持币人将手中的代币当作押金放入POS 机制中,这样他们就成为了验证者。PoS 算法会在这些验证者中随机选取一个,给他们权利下生下一个区块。最终根据投入的多寡和持有的时长决定收益。

 

股份授权证明机制(Delegate Proof of Stake,DPoS)

 

DPoS 共识机制在 PoS 的基础上牺牲了一定去中心化的特性,节省了交易确认时间。通过代理人节点轮流记账,以代理人的共识作为全网共识。


相当于在进攻拜占庭帝国的10个邻邦中,选出一名将军作为“代理人”,然后在此共识基础上,代理人有权决定进攻和撤退。

 

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价 值 参 与 权 益 证 明(Delegated Proof of Valuable Participation,DPoVP)

 

LemoChain 综合 BFT 和 DPoS 共识机制,并将用户贡献价值纳入激励机制考虑范围,发展出了全新的 DPoVP 机制。


这一技术通过多种维度的积分体系将用户的行为量化,以用户对平台贡献度、忠诚度作为依据对用户贡献进行奖励奖赏。一方面可以激励用户持续稳定为平台作出贡献,一方面可以突破现有生态结构,使lemo chain具有一定的破圈能力,进一步吸引更多流量来到平台。

 

DPoVP 共识机制的基础综合了 BFT 快速共识不会分叉的优点和 DPoS 的吞吐能力,采用顺序出块的规则,一旦上个见证人出的块收到三分之二节点的确认,就可以立即开始生产下一个区块。相当于出块的时间间隔仅仅受限于网络传输速度,在通常情况下能够达到小于1s 的平均确认速度和平均 8000TPS 的数据吞吐量。

 

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当生产出一个新的区块后,会首先在见证人之间进行广播。三分之二的见证人节点确认

后,这个区块会进入“最终确认状态”。此时见证节点向全网广播该块。对于普通节点来说,接收到的区块一定是完成了共识的,永远不会分叉。只要收到的区块能够通过校验,就可以放心地保存下来。

 

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总结

 

随着区块链社区对区块链共识算法的研究,技术社区已经发现在Internet规模的网络中可达到的性能上限不仅取决于共识算法的性能参数,更取决于公链性质在算法选择过程中的契合程度。lemo chaind的DPoVP共识已经被普遍认为商业落地公链的“标准答案”,这对lemo chaind本身的发展乃至整个区块链行业致力于商业落地公链的发展都有其积极意义。




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