共識(shí)算法演進(jìn)，Obelisk算法驅(qū)動(dòng)區(qū)塊鏈3.0

“比特幣在其技術(shù)的驗(yàn)證環(huán)節(jié)采用的是工作量證明(PoW)，這就不可避免的會(huì)出現(xiàn)51%攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。”美國(guó)普林斯頓大學(xué)教授MilesCarlsten表示。

霍夫斯特拉大學(xué)的教授KrishnanPillaipakkamnatt也在郵件里表示，比特幣和其衍生產(chǎn)品，如以太坊的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在編碼效率上有很大的缺陷。

比特幣與以太坊被認(rèn)為是區(qū)塊鏈1.0與2.0的代表，他們分別基于工作量證明(PoW)共識(shí)算法與權(quán)益證明(PoS)共識(shí)算法。除了51%攻擊和編碼效率低，這兩種算法還存在著耗費(fèi)大量計(jì)算資源的短板。

為了推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，新的算法隨即出現(xiàn)，如企業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈操作系統(tǒng)(EOS)所基于的授權(quán)權(quán)益證明(DPoS)共識(shí)算法，以及天空鏈(Skycoin)底層鏈生態(tài)系統(tǒng)所基于的信任網(wǎng)絡(luò)(Obelisk)共識(shí)算法。

去中心化、安全與高效，當(dāng)新的算法真正實(shí)現(xiàn)這幾個(gè)關(guān)鍵突破，意味著區(qū)塊鏈3.0時(shí)代正在到來。

區(qū)塊鏈1.0與2.0的短板

在回復(fù)記者的郵件中，MilesCarlsten教授進(jìn)一步解釋了“51%攻擊”。他說，當(dāng)比特幣系統(tǒng)中某一成員或群體由其計(jì)算能力決定的工作量達(dá)到整體礦池中工作量整體的51%時(shí)，該成員就具有比礦池中其他成員更快地延長(zhǎng)區(qū)塊鏈的能力，甚至偽造新的區(qū)塊。

他表示，根據(jù)他們的研究，在未來的比特幣礦池中，51%攻擊出現(xiàn)的可能性將大大增加。這是由于比特幣的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制決定的。比特幣挖礦收益以每四年50%的速率降低，很快比特幣的挖礦收益將低于交易費(fèi)用。“這使得礦池中采取不同策略的用戶群體增加，挖礦者整體將放棄延長(zhǎng)主鏈以獲取穩(wěn)定收益的策略方向，轉(zhuǎn)而偏向于更加激進(jìn)的制造分支私鏈策略。”

若該預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)，那么私鏈將耗費(fèi)礦池中大量的算力，從而也使得偽造私鏈代替主鏈的算力成本降低。

此外，據(jù)報(bào)道，目前比特幣挖礦市場(chǎng)基本被三大礦池所主導(dǎo)，出現(xiàn)51%攻擊的風(fēng)險(xiǎn)在這種寡頭壟斷的格局中也大大增加。

解決51%攻擊風(fēng)險(xiǎn)而出現(xiàn)的權(quán)益證明(PoS)算法，同樣難以避免走向中心化的趨勢(shì)：依據(jù)權(quán)益結(jié)余來選擇，會(huì)導(dǎo)致利益占優(yōu)者的權(quán)力更大，有可能支配記賬權(quán)。

這兩種算法最為人所詬病，也是最明顯的一個(gè)弊端是耗費(fèi)了巨大的計(jì)算資源。無論是工作量證明還是權(quán)益證明，都需要大量的計(jì)算能力進(jìn)行“挖礦”，其背后是巨大的電力耗費(fèi)。

據(jù)Digiconomist統(tǒng)計(jì)，比特幣近年來年均挖礦與交易耗電量超過了30太瓦時(shí)，以太幣超過了14太瓦時(shí)。比特幣2017年的耗電量超過了159個(gè)國(guó)家的年均用電量。

Obelisk算法另辟蹊徑

除了前述的弊端，KrishnanPillaipakkamnatt教授提及的“底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在編碼效率上有很大的缺陷”，讓區(qū)塊鏈技術(shù)很難在其基礎(chǔ)上進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。

“以比特幣的轉(zhuǎn)賬交易為例，在比特幣錢包之間進(jìn)行的比特幣轉(zhuǎn)賬操作一般完成時(shí)間需要10分鐘以上，有時(shí)可能延長(zhǎng)至數(shù)小時(shí)，無法滿足一些需要及時(shí)到賬的交易需求。”KrishnanPillaipakkamnatt教授介紹道。

在此背景下，授權(quán)權(quán)益證明(DPoS)共識(shí)算法和信任網(wǎng)絡(luò)(Obelisk)共識(shí)算法應(yīng)運(yùn)而生。

授權(quán)權(quán)益證明(DPoS)類似于政治制度中的代議制，以多中心化的形式，實(shí)現(xiàn)了整體網(wǎng)絡(luò)的安全與效率，其每秒可實(shí)現(xiàn)上千筆交易，出塊最低1.5秒確認(rèn)。

資料顯示，由比特幣與以太坊團(tuán)隊(duì)的早期成員離開后推出的信任網(wǎng)絡(luò)(Obelisk)共識(shí)算法則另辟蹊徑，其簡(jiǎn)化了拜占庭將軍問題的信息傳播模式，創(chuàng)造了公共廣播頻道——只讓相互信任的節(jié)點(diǎn)參與共識(shí)確認(rèn)，有點(diǎn)類似微信的朋友圈，去中心化方面比授權(quán)權(quán)益證明(DPoS)更為徹底。同時(shí)，因共識(shí)確認(rèn)效率得到了保障，其交易速度每秒可超過3000筆。

在安全方面，Obelisk算法可以自動(dòng)識(shí)別且切斷違規(guī)、具有攻擊性的節(jié)點(diǎn)連接，并且通過信任傳遞、黑名單傳遞等機(jī)制，能夠防止大規(guī)模惡意節(jié)點(diǎn)的協(xié)同攻擊。

授權(quán)權(quán)益證明(DPoS)和信任網(wǎng)絡(luò)(Obelisk)算法讓區(qū)塊鏈技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用成為了可能，業(yè)界普遍認(rèn)為，公鏈算法實(shí)現(xiàn)突破意味著區(qū)塊鏈進(jìn)入了“3.0時(shí)代”，將推動(dòng)聯(lián)盟鏈與私鏈快速擴(kuò)張，深度改造金融、物流、政務(wù)、版權(quán)、商品溯源等領(lǐng)域。信任網(wǎng)絡(luò)(Obelisk)算法所支撐的天空鏈(Skycoin)底層鏈生態(tài)已經(jīng)吸引全球30多個(gè)團(tuán)隊(duì)入駐，所開發(fā)的項(xiàng)目覆蓋了流媒體、視頻、能源、農(nóng)業(yè)等多個(gè)行業(yè)。

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)越來越廣泛地被應(yīng)用，相信其底層算法還將繼續(xù)演進(jìn)。

生成海報(bào)

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