区块链学习笔记:共识算法

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本文主题:共识、算法、共识算法名词解析,以及简单理解PRS协议所采用的共识算法

1、

什么是共识?共识是共同的认识。

什么是算法?算法是利用计算机处理问题的解决步骤。

算法的基础——结构化程序设计的思想

用计算机编写程序时,为了提高应用程序的效率,把设计上的错误最小化,有一种编程思想叫做结构化程序设计。

结构化程序设计中所有的处理流程,可以用以下三种结构组合而成:

  • 顺序结构:按照所述顺序处理
  • 选择结构:根据判断条件改变执行流程
  • 循环结构:当条件成立时,反复执行给定的处理操作

什么是共识算法?由上可知,共识算法是利用计算机处理共识问题的解决步骤。

什么是共识机制?由字面可知,达成共识的机制。

疑问:

  1. 在区块链出现之前,有“共识算法”、“共识机制”这样的说法吗?

对于不需要货币体系的许可链或者私有链而言,绝对信任的节点,以及高效的需求上述共识算法并不能够提供,因此对于这样的区块链,传统的一致性算法成为首选,PBFT(拜占庭容错)、PAXOS、RAFT。

共识是人群聚集以来自然产生的社会需求,是早就存在的。只是近年来,区块链技术让“共识算法”、“共识机制”变得分为瞩目。且毫不夸张地说,“共识算法”、“共识机制”正是区块链最重要的内容。

“一致性算法”,还有一些延展的词汇,譬如:分布式一致性算法,一致性哈希算法等。这说明,“它”早就已经存在了,但仅仅是近年作为区块链领域的专有名词而火了起来,并形成了如何称呼它的共识。

  1. 共识算法,是否等同于共识机制?

譬如:本校的校花校草是谁?这就有一个达成共识的过程,这里中有“共识机制”在运作。绝大多数生活体验中,达成共识无需“计算机”来帮忙解决,故而不足以形成或固定“共识算法”。

2、

目前比较常见的共识机制有:工作量证明(Proof of Work)、权益证明(Proof of Stake)以及委托权益证明(Delegated Proof of Stake),也有某些文章把它们称之为共识算法。

那么某些共识算法,譬如“拜占庭算法”与以上共识机制,有和关联?同一个项目,是否可以采用多种共识算法?

3、

PRESSone白皮书中检索,“共识”出现10次,“算法”则出现0次。

  • 创建可跨越多种共识的应用层协议(PRS协议)。通过组合不同共识、公链、去中心存储和中心化云存储等资源,构建一套透明、高效、平等的开放架构,允许任何人基于PRS协议与开放的数据去创建应用,探索自己的商业模式,发展创新。

  • 基于区块链技术所建立的共识基础和信任机制,加上智能合约和token的应用,让内容交易能实现前所未有的去中介化,使之前难以实现的“小额交易”与“弹性交易”成为可能。

  • PRESSone 被设计为基于多种共识基础之上的应用层协议。

  • PRS协议帮助开发者连接区块链、各种共识、P2P、云存储等不同的技术,让开发者可以建立自己的去中心应用,这些应用可以在区块链之外保存自己的私有数据,但把需要公开的数据存储在PRS网络上,整个生态系统都可以从这些公开的分享数据中获益。

  • PRS网络跨越了多种共识机制。它最主要的基础,是基于 MIXIN Network 的经济和记账系统(ABFT 共识的 DAG 系统),以及使用 BFT-DPoS 共识的PRS链。

  • 如之前所述,区块链所带来的共识基础、信任机制,加上智能合约和token的应用,能保护了所有参与者能按契约中的承诺,公平地获得价值分配,为内容流转过程中的所有参与者提供新的驱动力。

  • 而区块链的分布式、平等、透明、共识,不光改变人与人之间的信任关系,提高了合作效率,也提供了更多参与方式和参与深度,赋予个人更多能量和机会。

整理出3个知识点:

  • PRS协议/PRS网络跨越了多种共识机制,这里的跨越是指组合、连接
  • MIXIN Network 采用了ABFT 共识的 DAG 系统
  • PRS链 使用 BFT-DPoS 共识

此时回答:同一个项目,是否可以采用多种共识算法?答案是,当然可以。

4、

那么,什么是 BFT-DPoS 共识 呢?

EOS 最新的白皮书中已经将共识机制从 DPoS 升级为了 BFT-DPoS(Byzantine Fault Tolerance - Deligated Proof of Stake,带有拜占庭容错的委托股权证明),本篇文章将详解新共识机制的原理。

此时再次回答:同一个项目,是否可以采用多种共识算法?答案是,当然可以。

但此时你会发现,这个问题本身就问的不好。一个项目由于业务的复杂程度,很可能会在多个环节分别达成共识,自然而然就有多个共识算法。

可以推测,BFT-DPOS 并不是简单的PBFT叠加DPOS,而是一种迭代升级,成为一种新的算法。即,在一个特定的业务场景中,达成共识的算法机制,只有一套。哪怕它可能是在其它多种共识算法的基础上演变、整合、迭代而来。

5、

那么,什么又是ABFT 共识呢?

除了DPOS,EOS.IO还添加了异步拜占庭容错(aBFT),以加快实现不可逆转性。 aBFT算法在1秒内提供100%的不可逆性确认。

6、

无论是 BFT-DPoS 共识(带有拜占庭容错的委托股权证明)还是 ABFT 共识(异步拜占庭容错),有2个共同点:

  • EOS也采用了它们,那么是EOS首创吗?
  • 它们都与拜占庭容错相关,那么什么是拜占庭容错呢?

且听下文分解。


初稿时间:55分钟,边思考边检索边“日更”

文章长度:1700字,部分为引用

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