活动证明:混合共识算法

由于加密货币在分散从金融到出版再到运输的一切活动中已经发挥的作用,它们正变得越来越流行和成为主流。其他许多行业也在未来看到了某种区块链和加密货币.

尽管去中心化公共账本已经取得了突破性的进展,并且有千载难逢的机会改变我们所知道的世界,但每个区块链的共同点是安全,有效且高效的共识算法.

当然,正如他们所说,有多种方法可以给猫咪剥皮,并且还有多种方法可以构建共识算法。.

从工作证明开始

工作证明挖掘

最常见,也引起最多讨论的共识算法是比特币和许多其他加密货币使用的工作量证明(PoW)算法。工作证明为比特币网络做了两件事。它确保每个连续的区块都是一个真实而准确的区块,并且将区块链保持在共识状态,避免了可能没有想到硬币最大利益的强大群体的潜在分叉.

在工作证明共识中,网络上的矿工都争先抢先完成极为困难的密码难题。成功后,他们可以将下一个区块和一组交易添加到区块链。为了他们的努力,他们获得了一定数量的比特币作为奖励,并获得了与该区块相关的交易费用。目前该数字为12.5比特币,大约每4年减半.

它是真正的技术杰作,但并不完美,也不一定万无一失.

关于比特币的最普遍的批评之一是采矿比特币时消耗的大量资源(即计算能力和电力)。众所周知,比特币网络的扩展性不好,每秒仅允许7笔交易,并且每10分钟仅创建一次新区块。最后,比特币的集中化存在问题,因为网络中的大多数哈希功能都由少数矿工或协作性挖矿团队掌握

比特币是第一个区块链,它向我们展示了去中心化公共账本中固有的可能性。这并不意味着它曾经是完美的,也不存在制定共识算法的更好方法。资源消耗少,可扩展性强,不易发生意外集中化的方式

权益证明简介

权益证明

权益证明(PoS)是工作证明之后最常用的共识算法。 Peercoin是第一个实施股权证明的硬币,其次是Blackcoin和NXT。以太坊目前依靠工作证明,但计划在2018年初采取名为“ Casper协议”的股权证明措施。.

股权证明解决了资源使用问题,因为它不使用矿工来解决复杂的难题。取而代之的是,它使用验证程序或持有硬币(系统中的股份)并能够基于交易在系统中的“权益”来证明交易和冻结的实体.

在权益证明中,仅向验证者支付网络的交易费用,没有采矿支出。被选择创建链中下一个区块的机会取决于验证者持有的硬币数量。硬币越多意味着选择的硬币越大。因此,拥有5,000个硬币的人被选择创建下一个区块的可能性是拥有1,000个硬币的人的五倍.

一旦创建了区块,通常通过让某些系统在新创建的区块上签名,将其提交给区块链。有不同的处理方法,但是它们都遇到相同的问题.

我们如何在选择时阻止验证者创建两个区块并收取两组交易费用?因此,阻止签名人对两个区块进行签名的原因是什么?该问题被称为“一无所获”问题。基本上,这意味着一个没有损失的人没有任何东西可以阻止他们行为不当或不良.

解决该问题的一种方法是锁定放样的硬币。如果利益相关者随后试图创建两个区块,或试图分叉区块链,则这些被锁定的硬币可能会被烧掉。.

股权共识的证明也受到一种集中化的影响,即早期采用者通常在系统中拥有比后来者更大的“利益”。这意味着他们将获得更大的区块创建费用份额,这通常会阻止新来者自己在系统中建立“权益”.

活动证明–混合方法

建议在活动证明中使用 由四位作者(包括莱特币创建者Charlie Lee)撰写,于2014年12月发表在ACM SIGMETRICS绩效评估评论时事通讯中。如摘要中所述:

我们提出了一种用于加密货币的新协议,该协议是在比特币协议的基础上,将其工作量证明组件与权益证明类型的系统相结合的。我们的活动证明协议为防范可能的比特币实际攻击提供了良好的安全性,并且在网络通信和存储空间方面的罚款相对较低.

创建工作量证明协议的目的是避免比特币中一个称为“公地悲剧”的潜在问题,从而矿工只能根据自己的利益行事,从而破坏了原本安全的系统。从理论上讲,一旦采矿奖励消失(在所有2100万枚硬币都被开采之后),比特币就会发生这种情况,或者随着奖励变得越来越小且矿工基本上只收取交易费,甚至可能更快发生。.

在2014年论文中建议的活动证明中,采矿首先以传统方式开始,矿工们争先抢先解决难题并要求奖励。不同之处在于,要开采的区块不包含交易。它们只是带有标题信息和挖掘奖励地址的模板.

一旦开采出这个几乎空白的区块,系统便切换至权益证明协议。标头信息用于选择验证者的随机组以对块进行签名。这些是硬币持有者(利益相关者),验证者所持股份越大,选择他们签名新区块的机会就越大。一旦所有选定的验证者签署了区块,它将成为区块链的实际部分.

如果在给定的时间后,该块仍未被某些选定的验证程序签名,则将其视为不完整的块而丢弃,并使用下一个获胜的块。再次选择验证器,并继续进行,直到所有选中的验证器签署了获胜区块。网络费用在获奖矿工和签署区块的验证人之间分配.

活动证明更好吗?

活动证明受到批评,因为它在采矿阶段仍需要相当大量的资源。也有人建议,没有什么可以阻止验证者进行双重签名.

确实使该系统更安全的一个因素是,51%的攻击几率下降到接近0%,因为成功的攻击将需要同一个人或同一团体同时控制PoW的51%挖矿哈希率和大部分PoS系统中的硬币.

有些人认为工作证明和权益证明的混合只是一个过渡时期,因为代币从一种协议转换为另一种协议,但这是错误的,因为活动证明本身就是一种实际的共识算法,是专门创建的以提高比特币或类似加密货币的安全性.

谁使用活动证明?

目前,我只能使用混合活动证明协议找到两枚硬币。 Decred是一个且 埃斯珀斯 是另一个。两者都使用活动证明的变体,其中每个区块使用PoW或PoS.

每当使用PoS时,放样都会保持活动状态,而对于那些被选择为PoW的块,放样将变为不活动状态。在市场定价方面,Decred(DCR)与Espers(ESP)相比表现出更好的性能,并且由于其包括对智能合约,原子交换和“闪电网络”的支持,在开发方面似乎进一步发展.

综上所述

为了避免遭受51%攻击的可能性,活动证明协议似乎是一个不错的选择。它提供了两种最常用的共识算法的优点,并且混合方式比单独使用的方式更安全.

缺点是,虽然活动证明既提供了工作证明和权益证明的好处,但同时也带来了缺点–资源使用过多,并且利益相关者有可能尝试双重签署交易.

即便如此,迄今为止,只有两枚硬币选择使用活动证明,这表明该硬币要么难以实施,要么无法提供足够的好处来弥补不利影响。 Decred是使用中的此共识协议的最佳示例,它本身就是混合的.

然而,它似乎在市场上表现良好,因为它在美元定价方面表现良好,与BTC相比甚至更好。根据Coinmarketcap.com的数据,它是截至2018年4月初按市值计算的第41大硬币,表明它背后拥有强大的社区.

图片来自Fotolia

Mike Owergreen Administrator
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