區塊鏈共識領導者

① 分布式共識包含哪三種方法

PoW 、PoS 、DPOW都是什麼意思？
說到區塊鏈，我們必然會談及它的共識機制。不了解區塊鏈的共識機制，就無法理解區塊鏈的真正意義。那麼，今日份的區塊鏈的共識機制了解一下？
共識機制是什麼？
什麼是共識？直取它的字面意思，就是"共同的認識".
人與人是不同的，這種不同不僅體現在身材、長相、能力，更體現在文化、觀點、想法、利益訴求等等方面。
共識，簡而言之，就是一個群體的成員在某一方面達成的一致意見。
我們了解到，信任是社會運轉中的一大痛點，銀行有自己的信用體系，過去的金融體系服務於只服務於極少的企業家，因為建立信用體系耗資巨大。後來支付寶有了芝麻信用，信用已經關繫到生活的很多方面，信用卡額度、花唄額度，芝麻信用高出國還可以免簽。我們正享受著信用給我們帶來的便捷。
區塊鏈本質是去中心化，去中心化的核心是共識機制，區塊鏈上的共識機制主要解決由誰來構造區塊，以及如何維護區塊鏈統一的問題。
區塊鏈共識機制的目標是使所有的誠實節點保存一致的區塊鏈視圖，同時滿足兩個性質：
1）一致性：所有誠實節點保存的區塊鏈的前綴部分完全相同。
2）有效性：由某誠實節點發布的信息終將被其他所有誠實節點記錄在自己的區塊鏈中。
區塊鏈的自信任主要體現於分布於區塊鏈中的用戶無須信任交易的另一方，也無須信任一個中心化的機構，只需要信任區塊鏈協議下的軟體系統即可實現交易。
共識機制是什麼？PoW 、PoS 、DPOW都是什麼意思？
共識機制的必要性？
分布式系統中，多個主機通過非同步通信方式組成網路集群。在這樣的一個非同步系統中，需要主機之間進行狀態復制，以保證每個主機達成一致的狀態共識。錯誤信息可能出現在非同步系統內並不斷傳播，因此需要在默認不可靠的非同步網路中定義容錯協議，以確保各主機達成安全可靠的狀態共識，這就是共識機制誕生的必要性。
這種自信任的前提是區塊鏈的共識機制（consensus），即在一個互不信任的市場中，要想使各節點達成一致的充分必要條件是每個節點出於對自身利益最大化的考慮，都會自發、誠實地遵守協議中預先設定的規則，判斷每一筆記錄的真實性，最終將判斷為真的記錄記入區塊鏈之中。attachments-2018-08-9yY7VRHa5b738e3d96021.jpg
換句話說，如果各節點具有各自獨立的利益並互相競爭，則這些節點幾乎不可能合謀欺騙你，而當節點們在網路中擁有公共信譽時，這一點體現得尤為明顯。區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學演算法，在機器之間建立"信任"網路，從而通過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。
當今區塊鏈的幾種共識機制介紹
區塊鏈上的共識機制有多種，但任何一種都不是完美無缺，或者說適用於所有應用場景的。
PoW 工作量證明
整個系統中每個節點為整個系統提供計算能力（簡稱算力），通過一個競爭機制，讓計算工作完成最出色的節點獲得系統的獎勵，即完成新生成貨幣的分配，簡單理解就是多勞多得，bitcoin、LTC等貨幣型區塊鏈就應用POW機制。
優點
完全去中心化節點自由進出，演算法簡單，容易實現破壞系統花費的成本巨大，只要網路破壞者的算力不超過網路總算力的50%,網路的交易狀態就能達成一致
缺點
浪費能源，這是最大的缺點區塊的確認時間難以縮短，如bitcoin每秒只能做7筆交易，不適合商業應用新的區塊鏈必須找到一種不同的散列演算法，否則就會面臨bitcoin的算力攻擊對節點的性能網路環境要求高容易產生分叉，需要等待多個確認無法達成最終一致性
PoS 權益證明
也稱股權證明，類似於你把財產存在銀行，這種模式會根據你持有加密貨幣的數量和時間，分配給你相應的利息。
優點
對節點性能要求低，達成共識時間短
缺點
沒有最終一致性，需要檢查點機制來彌補最終性
DPOW 委託股權證明
DPOW是 PoS 的進化方案，在常規 PoW和 PoS 中，任何一個新加入的區塊，都需要被整個網路所有節點做確認，非常影響效率。
DPoS則類似於現代董事會的投票機制，通過選舉代表來進行投票和決策。被選舉出的n個記賬節點來做新區塊的創建、驗證、簽名和相互監督，這樣就極大地減少了區塊創建和確認所需要消耗的時間和算力成本。
優點
大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證
缺點
犧牲了去中心化的概念，不適合公有鏈
PBFT 實用拜占庭容錯
實用拜占庭容錯機制是一種採用"許可投票、少數服從多數"來選舉領導者並進行記賬的共識機制，該共識機制允許拜占庭容錯，允許強監督節點參與，具備許可權分級能力，性能更高，耗能更低，而且每輪記賬都會由全網節點共同選舉領導者，允許33%的節點作惡，容錯率為33%.實用拜占庭容錯特別適合聯盟鏈的應用場景。
優點
會背離中心化，加密貨幣的存在及獎勵機制會產生馬太效應，讓社區中的窮者更窮，富者更富共識效率高，可實現高頻交易
缺點
當系統只剩下33%的節點運行時，系統會停止運行
dBFT 授權拜占庭容錯
這種機制是用權益來選出記賬人，然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法達成共識。授權拜占庭容錯機制最核心的一點，就是最大限度地確保系統的最終性，使區塊鏈能夠適用於真正的金融應用場景。
優點
專業化的記賬人可以容忍任何類型的錯誤記賬由多人協同完成，每一個區塊都有最終性，不會分叉演算法的可靠性有嚴格的數學證明
缺點
當三分之一或以上記賬人停止工作後，系統將無法提供服務當三分之一或以上記賬人聯合作惡，可能會使系統出現分叉
Pool 驗證池
基於傳統的分布式一致性技術，加上數據驗證機制。
優點
不需要加密貨幣也可以工作，在成熟的分布式一致性演算法（Pasox、Raft）基礎上，實現秒級共識驗證。
缺點
去中心化程度不如bitcoin,更適合多方參與的多中心商業模式。
Paxos
這是一種傳統的分布式一致性演算法，是一種基於選舉領導者的共識機制。領導者節點擁有絕對許可權，並允許強監督節點參與，其性能高，資源消耗低。所有節點一般有線下准入機制，但選舉過程中不允許有作惡節點，不具備容錯性。
Paxos演算法中將節點分為三種類型：
proposer:提出一個提案，等待大家批准為結案。往往是客戶端擔任該角色
acceptor:負責對提案進行投票。往往是服務端擔任該角色
learner:被告知結案結果，並與之統一，不參與投票過程。可能為客戶端或服務端
Paxos 能保證在超過50%的正常節點存在時，系統能達成共識。
瑞波共識機制
瑞波共識演算法使一組節點能夠基於特殊節點列表形成共識，初始特殊節點列表就像一個俱樂部，要接納一個新成員，必須由該俱樂部51%的會員投票通過。共識遵循這些核心成員的"51%權利",外部人員則沒有影響力。由於該俱樂部由中心化開始，它將一直是中心化的，而如果它開始腐化，股東們什麼也做不了。與bitcoin及Peercoin一樣，瑞波系統將股東們與其投票權隔開，因此，它比其他系統更中心化。
Peercoin
Peercoin（點點幣，PPC），混合了POW工作量證明及POS權益證明方式，其中POW主要用於發行貨幣，未來預計隨著挖礦難度上升，產量降低，系統安全主要由POS維護。
在區塊鏈網路中，由於應用場景的不同，所設計的目標各異，不同的區塊鏈系統採用了不同的共識演算法。每種共識演算法都不是完美的，都有其優點和局限性。
區塊鏈解決了在不可信信道上傳輸可信信息、價值轉移的問題，而共識機制解決了區塊鏈如何分布式場景下達成一致性的問題。
雖然區塊鏈目前還處於發展的早期，行業發展還面臨著一些阻礙，但社會已經足夠多地認識到區塊鏈的價值，區塊鏈發展的腳步絕不會停滯不前，行業發展也定會找到突破阻礙的方法。

② 主流區塊鏈技術有哪些

本文試圖對區塊鏈有關技術流派和主流平台進行一個概覽，作為學習區塊鏈技術體系的導覽，意在拋磚引玉，促進區塊鏈開發社區的討論與共識。區塊鏈技術的流派未戰先謀局，你想投入區塊鏈開發這個領域，至少先要搞清楚現在有哪些玩家，各自的主張和實力如何。劃分區塊鏈技術流派並無一定之規，據我所見，或可有以下四種方式：第一是按照節點准入規則，劃分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈。公有鏈的代表自然是比特幣和以太坊，私有鏈則以R3 Corda聲名最盛，聯盟鏈的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有鏈注重匿名性與去中心化，而私有鏈及聯盟鏈注重高效率，而且還往往設置了准入門檻。公有鏈、私有鏈與聯盟鏈之間的這些不同都在技術中有所體現，比如私有鏈和聯盟鏈假設節點數目不大，可以採用PBFT演算法來形成共識。而公有鏈假設有大量且不斷動態變化的節點網路，用PBFT效率太低，只能採用類似抽彩票的演算法來確定意見領袖。這就意味著，私有鏈與聯盟鏈很難變成公有鏈，而用公有鏈來作聯盟鏈或私有鏈雖然容易，卻也並非即插即用。此種差異，學者不可不察。第二是按照共享目標，劃分為共享賬本和共享狀態機兩派。比特幣是典型的共享賬本，而Chain和BigchainDB也應屬此類，這幾個區塊鏈系統在各個節點之間共享一本總賬，因此對接金融應用比較方便。另一大類區塊鏈系統中，各個節點所共享的是可完成圖靈完備計算的狀態機，如以太坊、Fabric，它們都通過執行智能合約而改變共享狀態機狀態，進而達成種種復雜功能。第三是按照梅蘭妮· 斯旺所描述的代際演進，將區塊鏈系統分為1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撐去中心化交易和支付系統，2.0通過智能合約支撐行業應用，3.0支撐去中心化的社會體系。比特幣和Chain應屬於區塊鏈1.0系統，而以太坊和Fabric是區塊鏈2.0系統，目前尚無成功的區塊鏈3.0系統出現，不成功的嘗試倒是有那麼一個，就是著名的The DAO。第四是按照核心數據結構，分為區塊鏈和分布式總賬兩派。區塊鏈這一派在系統中真的實現了一個區塊的鏈作為核心數據結構，而分布式總賬這一派，只是吸取了區塊鏈的精神，並沒有真用一條區塊鏈作為核心數據結構，或者雖然暫時用了，但聲明說吾項庄舞區塊鏈，意在分布式總賬耳，若假以時日，因緣際會，未嘗不可取而代之也。主流區塊鏈技術平台了解流派劃分，仍是只能用來指點江山，吹牛論道，要動手，總要有個切入點。區塊鏈貨幣據說已經有上千個了，但值得關注的技術平台大概只有數十個，而如果要進入區塊鏈開發領域，打下一個好基礎，練出一身好功夫，撈到幾個好offer，則值得深入研究學習的平台，屈指可數。首先當然是比特幣。比特幣作為區塊鏈的第一個也是目前為止最成功、最重要的樣板工程，已經上線運行了八年多，本身沒有發生任何嚴重的安全和運維事故，其穩定與強悍堪稱當代軟體系統典範。比特幣Bitcoin Core是一個代碼質量高、文檔良好的開源軟體，從學習區塊鏈原理、掌握核心技術的角度來說，Bitcoin Core是最佳切入點，能夠學到原汁原味的區塊鏈技術。當然，Bitcoin Core是用C++寫的，而且用了一些C++11和Boost庫的機制，對學習者的C++水平提出了較高的要求。學習比特幣平台開發還有一個優勢，就是可以對接繁榮的比特幣技術社區。目前圍繞比特幣進行改進和提升的人很多，人多力量就大，諸如隔離驗證、閃電網路、側鏈等比較新的想法和技術，都率先在比特幣社區里落地。比如側鏈技術的主要領導者Blockstream是由密碼學貨幣元老Adam Back領銜的，而Blockstream是Bitcoin Core最大的貢獻者之一，所以一些有關側鏈的技術在比特幣社區里討論最充分。但比特幣作為一個典型的區塊鏈1.0系統，是不是支撐其他類型區塊鏈應用的最佳技術平台，存在很大的爭議。另外，也不是所有人都有能力和必要精通區塊鏈底層技術。所以對那些急於沖到區塊鏈領域里做（quān）事（qián）的人來說，可能更直截了當的學習目標是以太坊和Hyperledger Fabric。在以太坊上面用Solidity進行的智能合約開發是切入區塊鏈開發最簡單的方式，沒有之一。以太坊的理想非常宏大，由於配備了強大的圖靈完備的智能合約虛擬機，因此可以成為一切區塊鏈項目的母平台，是馱住整個區塊鏈世界的大烏龜。在以太坊上開發一個類似比特幣的加密貨幣，是一個不折不扣的小目標。一般有經驗的開發者在文檔指導下，半天到一天即可入門。問題在於，入門以後又如何？靠寫Solidity是否就可以包打天下？這是大大存疑的。我們也可以反過來說，如果以太坊+Solidity是區塊鏈的終極解決方案，那麼怎麼還會出現那麼多區塊鏈技術門派呢？特別是，以太坊似乎並沒有給現實世界中巨型的中心化組織們留下一條活路，這種徹底不妥協的革命態度有可能也成為以太坊推廣的障礙。當前以太坊項目的開發進展並不順利。一個比較突出的問題是項目過多，力量分散，導致項目質量參差不齊。但盡管如此，跟其他區塊鏈2.0平台相比，以太坊提供的開發環境是最簡單最完善的。初學區塊鏈的人絕對有必要學習以太坊，從而對區塊鏈和智能合約建立起一個最「正宗」的認識。主流區塊鏈技術平台的第三支就是Fabric，它是Hyperledger的第一個也是最知名的孵化項目。 Fabric最早來自IBM的Open Blockchain項目，到2015年11月，IBM將當時已經開發完成的44,000行Go語言代碼交給Linux基金會，並入Hyperledger項目之中。在2016年3月一次黑客馬拉松中，Blockstream和DAH兩家公司將各自的代碼並入Open Blockchain，隨後改名為Fabric。到目前為止，Fabric與Intel提供的Sawtooth Lake並列為Hyperledger的一級孵化項目，但前者得到的關注遠超後者。從技術角度來說，Fabric思路不錯，重點是滿足企業商用的需求，比如解決交易量問題。眾所周知，比特幣最大的短板是它每秒鍾7個交易的上限，完全無法滿足現實需要。而Fabric目標是實現每秒鍾10萬交易，這個量接近剛剛過去的雙十一交易量瞬時峰值，完全可以滿足正常條件下的行業級應用。Fabric用Go語言開發，也提供多種語言的API。特別值得一提的是，Fabric比較充分地運用了容器技術，比如其智能合約就運行在容器當中。這也是Go語言帶給Fabric的一項福利，因為Go語言靜態編譯部署的特徵很適合開發容器中的程序。Fabric還有一些特點，比如其membership服務可以設置節點准入審查，這是典型的聯盟鏈特徵。再比如其共識演算法是可定製的。Fabric的短板是體系較為復雜，雖有文檔，但缺少經驗的開發者學習起來障礙比較大。然而由於其定位清楚，迎合了不少企業的心態，所以已經有多家機構在基於Fabric秘密研發行業內的聯盟鏈項目。

③ 區塊鏈的共識機制

所謂「共識機制」，是通過特殊節點的投票，在很短的時間內完成對交易的驗證和確認；對一筆交易，如果利益不相乾的若干個節點能夠達成共識，我們就可以認為全網對此也能夠達成共識。北京木奇移動技術有限公司，專業的區塊鏈外包開發公司，歡迎洽談合作。下面我們將一下區塊鏈的幾種共識機制，希望對大家了解區塊鏈基礎技術有幫助。

因為區塊鏈技術的發展， 大家對共識機制這個詞也不再陌生，隨著技術發展，各種創新的共識機制也在發展。

POW工作量證明

比特幣就是使用PoW工作量證明機制，到後來的以太坊都是PoW的共識機制。Pow相當於算出很難的數學難題，就是計算出新區塊的hash值，而且計算的難度會每一段時間就會調整。PoW雖然是大家比較認可的共識機制,計算會消耗大量的能源,還有可能會污染環境。

POS權益證明

通過持有Token的數量和時長來決定獲得記賬權的機率。相比POW，POS避免了挖礦造成大量的資源浪費，縮短了各個節點之間達成共識的時間，網路環境好的話可實現毫秒級，對節點性能要求低。

但POS的缺點同樣明顯，持有Token多的節點更有機會獲得記賬權，這將導致「馬太效應」，富者越富，破壞了區塊鏈的去中心化。

DPOS權益證明

DPOS委託權益證明與POS原理相同，其主要區別在於，DPOS的Token持有者可以投票選舉代理人作為超級節點，負責在網路上生產區塊並維護共識規則。如果這些節點未能履行職責，將投票選出新的節點。同樣的弊端也是傾向於中心化。

POA權威證明

POA節點之間無需進行通信即可達成共識，因此效率極高。並且它也能很好地對抗算力攻擊，安全性較高。但是POA需要一個集中的權威節點來驗證身份，這就意味著它會損害區塊鏈的去中心化，這也是在去中心化和提高效率之間的妥協。

④ 區塊鏈的共識機制

一、區塊鏈共識機制的目標

區塊鏈是什麼？簡單而言，區塊鏈是一種去中心化的資料庫，或可以叫作分布式賬本(distributed ledger)。傳統上所有的資料庫都是中心化的，例如一間銀行的賬本就儲存在銀行的中心伺服器里。中心化資料庫的弊端是數據的安全及正確性全系於資料庫運營方（即銀行），因為任何能夠訪問中心化資料庫的人（如銀行職員或黑客）都可以破壞或修改其中的數據。

而區塊鏈技術則容許資料庫存放在全球成千上萬的電腦上，每個人的賬本通過點對點網路進行同步，網路中任何用戶一旦增加一筆交易，交易信息將通過網路通知其他用戶驗證，記錄到各自的賬本中。區塊鏈之所以得其名是因為它是由一個個包含交易信息的區塊（block）從後向前有序鏈接起來的數據結構。

很多人對區塊鏈的疑問是，如果每一個用戶都擁有一個獨立的賬本，那麼是否意味著可以在自己的賬本上添加任意的交易信息，而成千上萬個賬本又如何保證記賬的一致性？ 解決記賬一致性問題正是區塊鏈共識機制的目標 。區塊鏈共識機制旨在保證分布式系統里所有節點中的數據完全相同並且能夠對某個提案（proposal）（例如是一項交易紀錄）達成一致。然而分布式系統由於引入了多個節點，所以系統中會出現各種非常復雜的情況；隨著節點數量的增加，節點失效或故障、節點之間的網路通信受到干擾甚至阻斷等就變成了常見的問題，解決分布式系統中的各種邊界條件和意外情況也增加了解決分布式一致性問題的難度。

區塊鏈又可分為三種：

公有鏈：全世界任何人都可以隨時進入系統中讀取數據、發送可確認交易、競爭記賬的區塊鏈。公有鏈通常被認為是「完全去中心化「的，因為沒有任何人或機構可以控制或篡改其中數據的讀寫。公有鏈一般會通過代幣機制鼓勵參與者競爭記賬，來確保數據的安全性。

聯盟鏈：聯盟鏈是指有若干個機構共同參與管理的區塊鏈。每個機構都運行著一個或多個節點，其中的數據只允許系統內不同的機構進行讀寫和發送交易，並且共同來記錄交易數據。這類區塊鏈被認為是「部分去中心化」。

私有鏈：指其寫入許可權是由某個組織和機構控制的區塊鏈。參與節點的資格會被嚴格的限制，由於參與的節點是有限和可控的，因此私有鏈往往可以有極快的交易速度、更好的隱私保護、更低的交易成本、不容易被惡意攻擊、並且能夠做到身份認證等金融行業必須的要求。相比中心化資料庫，私有鏈能夠防止機構內單節點故意隱瞞或篡改數據。即使發生錯誤，也能夠迅速發現來源，因此許多大型金融機構在目前更加傾向於使用私有鏈技術。

二、區塊鏈共識機制的分類

解決分布式一致性問題的難度催生了數種共識機制，它們各有其優缺點，亦適用於不同的環境及問題。被眾人常識的共識機制有：

l PoW（Proof of Work）工作量證明機制

l PoS（Proof of Stake）股權/權益證明機制

l DPoS（Delegated Proof of Stake）股份授權證明機制

l PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）實用拜占庭容錯演算法

l DBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）授權拜占庭容錯演算法

l SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恆星共識協議

l RPCA（Ripple Protocol Consensus Algorithm）Ripple共識演算法

l Pool驗證池共識機制

（一）PoW（Proof of Work）工作量證明機制

1. 基本介紹

在該機制中，網路上的每一個節點都在使用SHA256哈希函數(hash function) 運算一個不斷變化的區塊頭的哈希值 (hash sum)。 共識要求算出的值必須等於或小於某個給定的值。 在分布式網路中，所有的參與者都需要使用不同的隨機數來持續計算該哈希值，直至達到目標為止。當一個節點的算出確切的值，其他所有的節點必須相互確認該值的正確性。之後新區塊中的交易將被驗證以防欺詐。

在比特幣中，以上運算哈希值的節點被稱作「礦工」，而PoW的過程被稱為「挖礦」。挖礦是一個耗時的過程，所以也提出了相應的激勵機制（例如向礦工授予一小部分比特幣）。PoW的優點是完全的去中心化，其缺點是消耗大量算力造成了的資源浪費，達成共識的周期也比較長，共識效率低下，因此其不是很適合商業使用。

2. 加密貨幣的應用實例

比特幣(Bitcoin) 及萊特幣(Litecoin)。以太坊(Ethereum) 的前三個階段（Frontier前沿、Homestead家園、Metropolis大都會）皆採用PoW機制，其第四個階段 (Serenity寧靜) 將採用權益證明機制。PoW適用於公有鏈。

PoW機制雖然已經成功證明了其長期穩定和相對公平，但在現有框架下，採用PoW的「挖礦」形式，將消耗大量的能源。其消耗的能源只是不停的去做SHA256的運算來保證工作量公平，並沒有其他的存在意義。而目前BTC所能達到的交易效率為約5TPS（5筆/秒），以太坊目前受到單區塊GAS總額的上限，所能達到的交易頻率大約是25TPS，與平均千次每秒、峰值能達到萬次每秒處理效率的VISA和MASTERCARD相差甚遠。

3. 簡圖理解模式

（ps：其中A、B、C、D計算哈希值的過程即為「挖礦」，為了犒勞時間成本的付出，機制會以一定數量的比特幣作為激勵。）

（Ps：PoS模式下，你的「挖礦」收益正比於你的幣齡(幣的數量*天數)，而與電腦的計算性能無關。我們可以認為任何具有概率性事件的累計都是工作量證明，如淘金。假設礦石含金量為p% 質量, 當你得到一定量黃金時，我們可以認為你一定挖掘了1/p 質量的礦石。而且得到的黃金數量越多，這個證明越可靠。）

（二）PoS（Proof of Stake）股權/權益證明機制

1.基本介紹

PoS要求人們證明貨幣數量的所有權，其相信擁有貨幣數量多的人攻擊網路的可能性低。基於賬戶余額的選擇是非常不公平的，因為單一最富有的人勢必在網路中佔主導地位，所以提出了許多解決方案。

在股權證明機制中，每當創建一個區塊時，礦工需要創建一個稱為「幣權」的交易，這個交易會按照一定比例預先將一些幣發給礦工。然後股權證明機制根據每個節點持有代幣的比例和時間（幣齡）， 依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度，以加快節點尋找隨機數的速度，縮短達成共識所需的時間。

與PoW相比，PoS可以節省更多的能源，更有效率。但是由於挖礦成本接近於0，因此可能會遭受攻擊。且PoS在本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算，所以它同樣難以應用於商業領域。

2.數字貨幣的應用實例

PoS機制下較為成熟的數字貨幣是點點幣（Peercoin）和未來幣（NXT），相比於PoW，PoS機制節省了能源，引入了" 幣天 "這個概念來參與隨機運算。PoS機制能夠讓更多的持幣人參與到記賬這個工作中去，而不需要額外購買設備（礦機、顯卡等）。每個單位代幣的運算能力與其持有的時間長成正相關，即持有人持有的代幣數量越多、時間越長，其所能簽署、生產下一個區塊的概率越大。一旦其簽署了下一個區塊，持幣人持有的幣天即清零，重新進入新的循環。

PoS適用於公有鏈。

3.區塊簽署人的產生方式

在PoS機制下，因為區塊的簽署人由隨機產生，則一些持幣人會長期、大額持有代幣以獲得更大概率地產生區塊，盡可能多的去清零他的"幣天"。因此整個網路中的流通代幣會減少，從而不利於代幣在鏈上的流通，價格也更容易受到波動。由於可能會存在少量大戶持有整個網路中大多數代幣的情況，整個網路有可能會隨著運行時間的增長而越來越趨向於中心化。相對於PoW而言，PoS機制下作惡的成本很低，因此對於分叉或是雙重支付的攻擊，需要更多的機制來保證共識。穩定情況下，每秒大約能產生12筆交易，但因為網路延遲及共識問題，需要約60秒才能完整廣播共識區塊。長期來看，生成區塊（即清零"幣天"）的速度遠低於網路傳播和廣播的速度，因此在PoS機制下需要對生成區塊進行"限速"，來保證主網的穩定運行。

4.簡圖理解模式

（PS：擁有越多「股份」權益的人越容易獲取賬權。是指獲得多少貨幣，取決於你挖礦貢獻的工作量，電腦性能越好，分給你的礦就會越多。）

（在純POS體系中，如NXT，沒有挖礦過程，初始的股權分配已經固定，之後只是股權在交易者之中流轉，非常類似於現實世界的股票。）

（三）DPoS（Delegated Proof of Stake）股份授權證明機制

1.基本介紹

由於PoS的種種弊端，由此比特股首創的權益代表證明機制 DPoS（Delegated Proof of Stake）應運而生。DPoS 機制中的核心的要素是選舉，每個系統原生代幣的持有者在區塊鏈裡面都可以參與選舉，所持有的代幣余額即為投票權重。通過投票，股東可以選舉出理事會成員，也可以就關系平台發展方向的議題表明態度，這一切構成了社區自治的基礎。股東除了自己投票參與選舉外，還可以通過將自己的選舉票數授權給自己信任的其它賬戶來代表自己投票。

具體來說， DPoS由比特股（Bitshares）項目組發明。股權擁有著選舉他們的代表來進行區塊的生成和驗證。DPoS類似於現代企業董事會制度，比特股系統將代幣持有者稱為股東，由股東投票選出101名代表， 然後由這些代表負責生成和驗證區塊。 持幣者若想稱為一名代表，需先用自己的公鑰去區塊鏈注冊，獲得一個長度為32位的特有身份標識符，股東可以對這個標識符以交易的形式進行投票，得票數前101位被選為代表。

代表們輪流產生區塊，收益（交易手續費）平分。DPoS的優點在於大幅減少了參與區塊驗證和記賬的節點數量，從而縮短了共識驗證所需要的時間，大幅提高了交易效率。從某種角度來說，DPoS可以理解為多中心系統，兼具去中心化和中心化優勢。優點：大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證。缺點：投票積極性不高，絕大部分代幣持有者未參與投票；另整個共識機制還是依賴於代幣，很多商業應用是不需要代幣存在的。

DPoS機制要求在產生下一個區塊之前，必須驗證上一個區塊已經被受信任節點所簽署。相比於PoS的" 全民挖礦 "，DPoS則是利用類似" 代表大會 "的制度來直接選取可信任節點，由這些可信任節點（即見證人）來代替其他持幣人行使權力，見證人節點要求長期在線，從而解決了因為PoS簽署區塊人不是經常在線而可能導致的產塊延誤等一系列問題。 DPoS機制通常能達到萬次每秒的交易速度，在網路延遲低的情況下可以達到十萬秒級別，非常適合企業級的應用。 因為公信寶數據交易所對於數據交易頻率要求高，更要求長期穩定性，因此DPoS是非常不錯的選擇。

2. 股份授權證明機制下的機構與系統

理事會是區塊鏈網路的權力機構，理事會的人選由系統股東（即持幣人）選舉產生，理事會成員有權發起議案和對議案進行投票表決。

理事會的重要職責之一是根據需要調整系統的可變參數，這些參數包括：

l 費用相關：各種交易類型的費率。

l 授權相關：對接入網路的第三方平台收費及補貼相關參數。

l 區塊生產相關：區塊生產間隔時間，區塊獎勵。

l 身份審核相關：審核驗證異常機構賬戶的信息情況。

l 同時，關繫到理事會利益的事項將不通過理事會設定。

在Finchain系統中，見證人負責收集網路運行時廣播出來的各種交易並打包到區塊中，其工作類似於比特幣網路中的礦工，在採用 PoW(工作量證明)的比特幣網路中，由一種獲獎概率取決於哈希算力的抽彩票方式來決定哪個礦工節點產生下一個區塊。而在採用 DPoS 機制的金融鏈網路中，通過理事會投票決定見證人的數量，由持幣人投票來決定見證人人選。入選的活躍見證人按順序打包交易並生產區塊，在每一輪區塊生產之後，見證人會在隨機洗牌決定新的順序後進入下一輪的區塊生產。

3. DPoS的應用實例

比特股(bitshares) 採用DPoS。DPoS主要適用於聯盟鏈。

4.簡圖理解模式

（四）PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）實用拜占庭容錯演算法

1. 基本介紹

PBFT是一種基於嚴格數學證明的演算法，需要經過三個階段的信息交互和局部共識來達成最終的一致輸出。三個階段分別為預備 (pre-prepare)、准備 (prepare)、落實 (commit)。PBFT演算法證明系統中只要有2/3比例以上的正常節點，就能保證最終一定可以輸出一致的共識結果。換言之，在使用PBFT演算法的系統中，至多可以容忍不超過系統全部節點數量1/3的失效節點 (包括有意誤導、故意破壞系統、超時、重復發送消息、偽造簽名等的節點，又稱為」拜占庭」節點)。

2. PBFT的應用實例

著名聯盟鏈Hyperledger Fabric v0.6採用的是PBFT，v1.0又推出PBFT的改進版本SBFT。PBFT主要適用於私有鏈和聯盟鏈。

3. 簡圖理解模式

上圖顯示了一個簡化的PBFT的協議通信模式，其中C為客戶端，0 – 3表示服務節點，其中0為主節點，3為故障節點。整個協議的基本過程如下：

(1) 客戶端發送請求，激活主節點的服務操作；

(2) 當主節點接收請求後，啟動三階段的協議以向各從節點廣播請求；

(a) 序號分配階段，主節點給請求賦值一個序號n，廣播序號分配消息和客戶端的請求消息m，並將構造pre-prepare消息給各從節點；

(b) 交互階段，從節點接收pre-prepare消息，向其他服務節點廣播prepare消息；

(c) 序號確認階段，各節點對視圖內的請求和次序進行驗證後，廣播commit消息，執行收到的客戶端的請求並給客戶端響應。

(3) 客戶端等待來自不同節點的響應，若有m+1個響應相同，則該響應即為運算的結果；

（五）DBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）授權拜占庭容錯演算法

1. 基本介紹

DBFT建基於PBFT的基礎上，在這個機制當中，存在兩種參與者，一種是專業記賬的「超級節點」，一種是系統當中不參與記賬的普通用戶。普通用戶基於持有權益的比例來投票選出超級節點，當需要通過一項共識（記賬）時，在這些超級節點中隨機推選出一名發言人擬定方案，然後由其他超級節點根據拜占庭容錯演算法（見上文），即少數服從多數的原則進行表態。如果超過2/3的超級節點表示同意發言人方案，則共識達成。這個提案就成為最終發布的區塊，並且該區塊是不可逆的，所有裡面的交易都是百分之百確認的。如果在一定時間內還未達成一致的提案，或者發現有非法交易的話，可以由其他超級節點重新發起提案，重復投票過程，直至達成共識。

2. DBFT的應用實例

國內加密貨幣及區塊鏈平台NEO是 DBFT演算法的研發者及採用者。

3. 簡圖理解模式

假設系統中只有四個由普通用戶投票選出的超級節點，當需要通過一項共識時，系統就會從代表中隨機選出一名發言人擬定方案。發言人會將擬好的方案交給每位代表，每位代表先判斷發言人的計算結果與它們自身紀錄的是否一致，再與其它代表商討驗證計算結果是否正確。如果2/3的代表一致表示發言人方案的計算結果是正確的，那麼方案就此通過。

如果只有不到2/3的代表達成共識，將隨機選出一名新的發言人，再重復上述流程。這個體系旨在保護系統不受無法行使職能的領袖影響。

上圖假設全體節點都是誠實的，達成100%共識，將對方案A（區塊）進行驗證。

鑒於發言人是隨機選出的一名代表，因此他可能會不誠實或出現故障。上圖假設發言人給3名代表中的2名發送了惡意信息（方案B），同時給1名代表發送了正確信息（方案A）。

在這種情況下該惡意信息（方案B）無法通過。中間與右邊的代表自身的計算結果與發言人發送的不一致，因此就不能驗證發言人擬定的方案，導致2人拒絕通過方案。左邊的代表因接收了正確信息，與自身的計算結果相符，因此能確認方案，繼而成功完成1次驗證。但本方案仍無法通過，因為不足2/3的代表達成共識。接著將隨機選出一名新發言人，重新開始共識流程。

上圖假設發言人是誠實的，但其中1名代表出現了異常；右邊的代表向其他代表發送了不正確的信息（B）。

在這種情況下發言人擬定的正確信息（A）依然可以獲得驗證，因為左邊與中間誠實的代表都可以驗證由誠實的發言人擬定的方案，達成2/3的共識。代表也可以判斷到底是發言人向右邊的節點說謊還是右邊的節點不誠實。

（六）SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恆星共識協議

1. 基本介紹

SCP 是 Stellar (一種基於互聯網的去中心化全球支付協議) 研發及使用的共識演算法，其建基於聯邦拜占庭協議 (Federated Byzantine Agreement) 。傳統的非聯邦拜占庭協議（如上文的PBFT和DBFT）雖然確保可以通過分布式的方法達成共識，並達到拜占庭容錯 (至多可以容忍不超過系統全部節點數量1/3的失效節點)，它是一個中心化的系統 — 網路中節點的數量和身份必須提前知曉且驗證過。而聯邦拜占庭協議的不同之處在於它能夠去中心化的同時，又可以做到拜占庭容錯。

[…]

（七）RPCA（Ripple Protocol Consensus Algorithm）Ripple共識演算法

1. 基本介紹

RPCA是Ripple（一種基於互聯網的開源支付協議，可以實現去中心化的貨幣兌換、支付與清算功能）研發及使用的共識演算法。在 Ripple 的網路中，交易由客戶端（應用）發起，經過追蹤節點（tracking node）或驗證節點（validating node）把交易廣播到整個網路中。追蹤節點的主要功能是分發交易信息以及響應客戶端的賬本請求。驗證節點除包含追蹤節點的所有功能外，還能夠通過共識協議，在賬本中增加新的賬本實例數據。

Ripple 的共識達成發生在驗證節點之間，每個驗證節點都預先配置了一份可信任節點名單，稱為 UNL（Unique Node List）。在名單上的節點可對交易達成進行投票。共識過程如下：

(1) 每個驗證節點會不斷收到從網路發送過來的交易，通過與本地賬本數據驗證後，不合法的交易直接丟棄，合法的交易將匯總成交易候選集（candidate set）。交易候選集裡面還包括之前共識過程無法確認而遺留下來的交易。

(2) 每個驗證節點把自己的交易候選集作為提案發送給其他驗證節點。

(3) 驗證節點在收到其他節點發來的提案後，如果不是來自UNL上的節點，則忽略該提案；如果是來自UNL上的節點，就會對比提案中的交易和本地的交易候選集，如果有相同的交易，該交易就獲得一票。在一定時間內，當交易獲得超過50%的票數時，則該交易進入下一輪。沒有超過50%的交易，將留待下一次共識過程去確認。

(4) 驗證節點把超過50%票數的交易作為提案發給其他節點，同時提高所需票數的閾值到60%，重復步驟(3)、步驟(4)，直到閾值達到80%。

(5) 驗證節點把經過80%UNL節點確認的交易正式寫入本地的賬本數據中，稱為最後關閉賬本（last closed ledger），即賬本最後（最新）的狀態。

在Ripple的共識演算法中，參與投票節點的身份是事先知道的，因此，演算法的效率比PoW等匿名共識演算法要高效，交易的確認時間只需幾秒鍾。這點也決定了該共識演算法只適合於聯盟鏈或私有鏈。Ripple共識演算法的拜占庭容錯（BFT）能力為（n-1）/5，即可以容忍整個網路中20%的節點出現拜占庭錯誤而不影響正確的共識。

2. 簡圖理解模式

共識過程節點交互示意圖：

共識演算法流程：

（八）POOL驗證池共識機制

Pool驗證池共識機制是基於傳統的分布式一致性演算法（Paxos和Raft）的基礎上開發的機制。Paxos演算法是1990年提出的一種基於消息傳遞且具有高度容錯特性的一致性演算法。過去, Paxos一直是分布式協議的標准，但是Paxos難於理解，更難以實現。Raft則是在2013年發布的一個比Paxos簡單又能實現Paxos所解決問題的一致性演算法。Paxos和Raft達成共識的過程皆如同選舉一樣，參選者需要說服大多數選民(伺服器)投票給他，一旦選定後就跟隨其操作。Paxos和Raft的區別在於選舉的具體過程不同。而Pool驗證池共識機制即是在這兩種成熟的分布式一致性演算法的基礎上，輔之以數據驗證的機制。

⑤ 知名區塊鏈項目沃爾頓鏈WTC團隊成員簡介

沃爾頓鏈團隊由一群專注於物聯網和區塊鏈、RFID技術先驅者及實體企業經營管理，營銷運營，財務類專家組成。團隊成員來自中韓兩國，涵蓋企業、學術、投資三屆精英人士，踐行區塊鏈技術向物聯網的拓展，這必將成為時代變革的領導者。

1、發起人

都相赫(韓國)：韓國籍，中韓文化交流發展委員會(文在寅總統自 營機關)副會長，韓國標准產品協會理事，韓國中小企業委員會城南市會長，韓國NC科技株式會社會長。IT TODAY新聞社資深大記者，NEWS PAPER經濟部門大記者。韓國電子新聞社(ET NEWS)理事。

許芳呈(中國)：中國籍，企業管理專業畢業，七匹狼公司供應鏈管理總監，天使投資人。

2、高級顧問

金錫基(物聯網)：韓國籍，韓國電子行業的領軍人物，工學博士(畢業於 美國明尼蘇達大學)，韓國高麗大學教授，曾任職於貝爾實驗室、美國霍尼韋爾公司，擔任過韓國三星電子公司副總裁，集成電路設計領域的資深專家，IEEE 高級會員，韓國電氣工程師學會副會長，韓國半導體科學家及工程師協會主席。 發表學術論文 250 多篇，擁有發明專利 60 余項。

朱延平(區塊鏈)：中國台灣籍，工學博士(畢業於台灣成功大學)，台灣雲端服務協會理事長，中興大學資訊管理系主任。曾獲得台灣教育部青年發明獎，台灣十大資訊人才獎。多年來對區塊鏈的應用有著深入的研究，帶領區塊鏈技術團隊開發系統應用於健康大數據和農業溯源項目。

3、首席專家

莫冰(物聯網)：中國籍，工學博士(畢業於哈爾濱工業大學)，韓國高麗大學研究教授，中山大學特聘研究員，物聯網專家，集成電路專家，中國微米納米技術學會高級會員，IEEE會員。發表論文20多篇，申請發明專利18項。 2013年開始接觸比特幣，比特時代、韓國korbit最早的用戶之一。2013年作為韓國高麗大學的技術負責人，與三星集團合作完成「基於對等網路的多感測器數據交互及融合」項目。致力於將區塊鏈技術與物聯網相結合，打造可真正商業化應用的公共鏈。

魏松傑(區塊鏈)：中國籍，工學博士(畢業於美國特拉華大學)，南京理工大學副教授，網路空間安全工程研究院核心成員，碩士生導師。區塊鏈技術專家，研究領域為計算機網路協議與應用、網路與信息安全，發表論文 20 多篇，申請發明專利7項。在美國期間，曾經就職於谷歌、高通、彭博社等多家高科技公司，擔任研發工程師和技術專家職務，具有豐富的計算機系統設計、 產品開發和工程項目管理經驗。

4、核心團隊（部分）：

單良：畢業於KOREATECH(韓國理工大學)機械工程專業，風險投資專業博士，韓國株式會社沃爾頓鏈科技公司代表，NHTECH中國部經理，在韓博士生聯誼會經濟組組長。

林和瑞：在諾基亞、微軟工作多年，負責硬體產品開發、供應鏈管理工作。2014 年開始創辦多家物聯網企業，布局物聯網行業產業鏈。開發的產品和服務得到市場認可。

趙海明：成均館大學化工導電高分子專業博士，韓國BK21th 導電高分子項目核心成員，韓國京畿道感測器研究所研究員，韓國NCTECH 環保科技公司研究員，中華總商會副會長，常年從事韓國半導體、感測器等方面等技術轉移工作。

劉才：工學碩士，具有十二年超大規模集成電路設計與驗證經驗，對RFID 晶元設計全流程、SOC 晶元架構、數模混合電路設計等具有豐富的實際項目經驗，包括演算法設計，RTL 設計，模擬驗證，FPGA 原型驗證，DC 綜合，後端PR，封裝測試等。曾帶領團隊完成多款導航定位基帶晶元，以及通信基帶晶元的開發，完成過AES、DES 等加密模塊設計，曾獲得衛星導航定位協會科技進步一等獎。精通區塊鏈底層共識機制的原理和相關非對稱加密演算法。

楊鋒：工學碩士，曾工作於中興通訊，人工智慧專家，集成電路專家。十二年超大規模集成電路研發、架構設計、驗證經驗；五年人工智慧，遺傳演算法方面研究經驗。曾獲得深圳市科技創新獎；對RFID 技術、區塊鏈底層架構、智能合約、各類共識機制演算法原理和實現有深入的研究。

郭建平：工學博士（畢業於香港中文大學），IEEE 高級會員。集成電路領域專家，在IC 設計領域已發表40 多篇國際期刊/會議論文，申請中國發明專利16 項。

以上內容不構成任何投資建議，市場有風險，入市需謹慎。

⑥ BT40 | 區塊鏈思想者閉門研討會（第6期）

時      間：

2020年07月18日（周六）下午14:00-18:00

地      點：

在線（初步確定利用騰訊會議進行，會議號與會議密碼另行通知）

區塊鏈思想者40人論壇（BT40）

中國移動通信聯合會區塊鏈專業委員會

中國流通行業管理政研會區塊鏈工作委員會

中國服務貿易協會區塊鏈專業委員會

中國通信工業協會區塊鏈專業委員會

中國農學會計算機農業應用分會

中國區塊鏈生態聯盟

中國區塊鏈研究聯盟

北京大學區塊鏈俱樂部

北郵國家大學科技園金融科技研究所

郭善琪先生： 共識經濟學（Consenomics）創立者，區塊鏈思想者40人論壇（BT40）創始人，中國流通行業管理政研會區塊鏈工委首席共識經濟學家，中國移動通信聯合會區塊鏈專業委員會副秘書長。

王忠民教授： 經濟學博士，教授、博士生導師，國家有突出貢獻專家，享受國務院特殊津貼，前全國社會保障基金理事會副理事長，十八屆中央紀律檢查委員會委員，第九屆全國政協委員

陳曉華教授： 數字經濟學家、區塊鏈經濟理論首創者、工業和信息化部工業互聯網（區塊鏈方向）重大項目評審專家、中國移動通信聯合會區塊鏈專業委員會主任兼首席數字經濟學家、中國科技體制改革研究會數字經濟發展研究小組秘書長、北京郵電大學國家大學科技園金融科技研究所所長、清華大學全球私募股權研究院智庫委員、浙江大學數字金融學院區塊鏈實驗室專家成員、中央財經大學經濟學院校外導師、江西財經大學信息管理學院兼職教授、國家發改委主管《財經界》雜志欄目專家、雄安新區建設發展研究中心專家顧問。

主要代表著作：《互聯網金融風險控制》、《金融科技概論》、《人工智慧重塑世界》、《揭秘區塊鏈》、《5G新動能》等書，連續8年被評為工信部行業教育培訓工作「先進個人」、榮獲2017年中國經濟年度領軍人物。

應邀接受過央視、鳳凰衛視、BTV、第一財經等電視節目訪談。作為嘉賓應邀出席過世界VR產業大會、數博會、中國-東盟博覽會、中國金融科技博覽會、世界物聯網大會、中國兩化融合大會、中國電子信息博覽會、中國高等教育博覽會等並做主旨演講。

曹輝寧教授 ，長江商學院金融學教授，金融MBA學術主任，美國財務學會會員，曾任教於加州大學伯克利分校、北卡羅來納大學Chapel Hill分校。曾兩次獲得Journal of Finance的最佳論文提名(1998年和2000年)；曾獲Northern Finance Association評選的新興市場領域最佳論文獎；曾獲Western Finance Association 評選的最有投資價值的最佳論文獎；在2004中國金融國際年會上獲得最佳論文三等獎；2011年獲全球頂級金融學術期刊之一《金融評論》頒發的2011年「Spängler IQAM」最佳論文獎優秀獎；2016年入選世界著名出版集團愛思唯爾（Elsevier）發布的2016年中國高被引學者（Most Cited Chinese Researchers）榜單；任Annals of Economics and Finance的編委會成員及International Financial Review和China Financial Review的主編。

梁偉博士： 數字經濟專家，區塊鏈思想者40人論壇（BT40）聯合創始合夥人，中國電信集團區塊鏈與數字經濟聯合實驗室主任，中國計算機學會區塊鏈專業委員，可信區塊鏈聯盟電信工作組聯合組長，亞洲區塊鏈學會顧問，國際電信聯盟（ITU）區塊鏈相關項目編輯人，擁有十餘年新興 ICT(雲計算/大數據/人工智慧/區塊鏈)領域、通信網路領域的研究、開發與管理經驗。主持國家及企業重大項目 10 余項，累計公開發表學術論文 24 篇，授權發明專利 12 項，美國專利 1 項，主導國際標准 6 項，軟體著作權 3項，出版專著 3 本。由中央政治局區塊鏈講解人作序的《深入淺出區塊鏈：核心技術與項目分析》，為通信行業首部區塊鏈專著。

檀林 ：北京大數據研究院首席生態官，MA Club創始人，前微軟加速器（北京）CEO，前北京大學智慧城市研究中心研究員。

熊榆教授 ，英國薩里大學商學院講席教授， 博士生導師， 英國劍橋大學可持續領導力學院院士(CISL Fellow)， 英國約克大學計算機學院兼職教授， 英國皇家注冊工程師， 中華全國青聯委員， 重慶歐美同學會副會長， 重慶市青聯常委，兼任英國東北創新監測署聯席主任（英國政府中介機構， 推進英國東北部創新發展），全英中國創業發展協會執行主席， 21世紀中英創業計劃大賽發起人， 英國國際創新中心總裁， 英國國會跨黨派區塊鏈小組專家委員會成員， 英國倫敦區塊鏈金融公司UKEX聯席董事長/管理委員會主席。

王東臨先生 ，雲計算基礎設施/區塊鏈基礎設施技術領袖，知名企業家，中國十大青年科學家，中國軟體行業十大傑出青年，首屆中國傑出工程師，OASIS國際工業標准組織UOML-X技術委員會主席，中國優秀民營科技企業家，中國軟體業十大領軍企業家，先後創辦書生電子（發明電子印章）、書生雲（雲計算技術領袖）、YottaChain（存儲公鏈市場份額暫居第一）、Ystar（用戶無感使用的錢包）

狄前防 ，北京兩化雲網智能科技中心主任，清華大學經濟與管理學院中國產業發展中心副主任，中國移動通信聯合會區塊鏈專委會副秘書長，原工業和信息化部信息中心經濟分析師。

1、王忠民教授 ，前全國社會保障基金理事會副理事長，十八屆中央紀律檢查委員會委員

2、陳曉華教授 ，中國移動通信聯合會區塊鏈專業委員會主任兼首席數字經濟學家，中國科技體制改革研究會數字經濟發展研究小組秘書長，北京郵電大學國家大學科技園金融科技研究所所長。

3、曹輝寧教授 ，長江商學院金融學教授，金融MBA學術主任，美國財務學會會員，曾任教於加州大學伯克利分校、北卡羅來納大學Chapel Hill分校。

4、梁偉博士 ，區塊鏈思想者40人論壇（BT40）聯合創始合夥人，中國電信集團區塊鏈與數字經濟聯合實驗室主任。

5、張璐 ，重慶物聯網協會區塊鏈專委會秘書長，中國電信集團區塊鏈與數字經濟聯合實驗室（重慶）負責人。

6、檀林 ，北京大數據研究院首席生態官，MA Club創始人，前微軟加速器（北京）CEO，前北京大學智慧城市研究中心研究員

7、王東臨先生 ，雲計算基礎設施/區塊鏈基礎設施技術領袖，知名企業家，中國十大青年科學家，中國軟體行業十大傑出青年，首屆中國傑出工程師，OASIS國際工業標准組織UOML-X技術委員會主席，中國優秀民營科技企業家，中國軟體業十大領軍企業家，先後創辦書生電子（發明電子印章）、書生雲（雲計算技術領袖）、YottaChain（存儲公鏈市場份額暫居第一）、Ystar（用戶無感使用的錢包）

8、狄前防 ，北京兩化雲網智能科技中心主任，清華大學經濟與管理學院中國產業發展中心副主任，中國移動通信聯合會區塊鏈專委會副秘書長

9、熊榆教授 ，英國薩里大學商學院講席教授， 博士生導師， 英國劍橋大學可持續領導力學院院士(CISL Fellow)， 英國約克大學計算機學院兼職教授， 英國皇家注冊工程師， 中華全國青聯委員， 重慶歐美同學會副會長， 重慶市青聯常委，兼任英國東北創新監測署聯席主任（英國政府中介機構， 推進英國東北部創新發展），全英中國創業發展協會執行主席， 21世紀中英創業計劃大賽發起人， 英國國際創新中心總裁， 英國國會跨黨派區塊鏈小組專家委員會成員

10、謝錦龍教授 ，中國服務貿易協會區塊鏈專業委員會執行副主任&秘書長，重慶師范大學涉外商貿學院客座教授

11、王紫上 ：海南省區塊鏈協會副會長、上方股份（835872）創始CEO、持續運營上方18年，《鏈組織》《雲管理》作者、TokenSky鏈盟創始人、中國人工智慧產業發展聯盟理事

12、陳雷 ，區塊鏈思想者40人論壇（BT40）成員，比特藍鯨創始人，北京大學區塊鏈俱樂部秘書長，中國通信工業協會區塊鏈專委會常務委員，中國移動通信協會區塊鏈專委會委員，北京城市大數據研究院特聘專家，中國區塊鏈超算產業聯盟理事

13、陸新之 ，資深商業觀察家，財經科技新知媒體矩陣創始人

14、孫志國研究員 ，中國農業科學院農業信息研究所

15、呂艷 ，中國移動通信聯合會區塊鏈專業委員會副秘書長

16、江宏 ，中國區塊鏈研究聯盟執行秘書長

17、於曉昆 ，國網區塊鏈實驗室，國家電網2020年區塊鏈總架構師

18、張亮 ，聯想集團首席解決方案架構師

19、田勇， 貴州省電子證書有限公司技術總監

20、李倩倩博士， 中國農業大學

21、曹浩博士 ，安徽科技學院副教授（密碼學博士）

22 、 李銘洋， 中國企業報數字經濟頻道負責人

郭先生：

tel：+86-10-82051290

cell: +86-13301289389

WeChat : CheeyeTHU

Tok: 75A7B3

關於Tok的說明：

1、用戶注冊無需手機號，無需電子郵箱，只需要一個用戶名和設定的密碼即可。系統根據這個用戶名生成一個76位長的HASH值（由0~9和A~F這16個數值構成），這個HASH值即是該用戶的ID。

2、系統沒有中心伺服器，是基於區塊鏈技術構建的點對點加密通信，除了參與對話的人之外，無人知道對話的內容。

3、溫馨提示：記住自己的用戶名和密碼，TOK不存在密碼重置的問題，因為沒有中心伺服器，除了你自己之外，無人知道你的密碼，TOK也不例外。

⑦ 區塊鏈 --- 共識演算法

PoW演算法是一種防止分布式服務資源被濫用、拒絕服務攻擊的機制。它要求節點進行適量消耗時間和資源的復雜運算，並且其運算結果能被其他節點快速驗算，以耗用時間、能源做擔保，以確保服務與資源被真正的需求所使用。

PoW演算法中最基本的技術原理是使用哈希演算法。假設求哈希值Hash(r)，若原始數據為r（raw），則運算結果為R（Result）。

R = Hash(r)

哈希函數Hash()的特性是，對於任意輸入值r，得出結果R，並且無法從R反推回r。當輸入的原始數據r變動1比特時，其結果R值完全改變。在比特幣的PoW演算法中，引入演算法難度d和隨機值n，得到以下公式：

Rd = Hash(r+n)

該公式要求在填入隨機值n的情況下，計算結果Rd的前d位元組必須為0。由於哈希函數結果的未知性，每個礦工都要做大量運算之後，才能得出正確結果，而算出結果廣播給全網之後，其他節點只需要進行一次哈希運算即可校驗。PoW演算法就是採用這種方式讓計算消耗資源，而校驗僅需一次。

 

PoS演算法要求節點驗證者必須質押一定的資金才有挖礦打包資格，並且區域鏈系統在選定打包節點時使用隨機的方式，當節點質押的資金越多時，其被選定打包區塊的概率越大。

POS模式下，每個幣每天產生1幣齡，比如你持有100個幣，總共持有了30天，那麼，此時你的幣齡就為3000。這個時候，如果你驗證了一個POS區塊，你的幣齡就會被清空為0，同時從區塊中獲得相對應的數字貨幣利息。

節點通過PoS演算法出塊的過程如下：普通的節點要成為出塊節點，首先要進行資產的質押，當輪到自己出塊時，打包區塊，然後向全網廣播，其他驗證節點將會校驗區塊的合法性。

 

DPoS演算法和PoS演算法相似，也採用股份和權益質押。

但不同的是，DPoS演算法採用委託質押的方式，類似於用全民選舉代表的方式選出N個超級節點記賬出塊。

選民把自己的選票投給某個節點，如果某個節點當選記賬節點，那麼該記賬節點往往在獲取出塊獎勵後，可以採用任意方式來回報自己的選民。

這N個記賬節點將輪流出塊，並且節點之間相互監督，如果其作惡，那麼會被扣除質押金。

通過信任少量的誠信節點，可以去除區塊簽名過程中不必要的步驟，提高了交易的速度。
 

拜占庭問題：

拜占庭是古代東羅馬帝國的首都，為了防禦在每塊封地都駐扎一支由單個將軍帶領的軍隊，將軍之間只能靠信差傳遞消息。在戰爭時，所有將軍必須達成共識，決定是否共同開戰。

但是，在軍隊內可能有叛徒，這些人將影響將軍們達成共識。拜占庭將軍問題是指在已知有將軍是叛徒的情況下，剩餘的將軍如何達成一致決策的問題。

BFT：

BFT即拜占庭容錯，拜占庭容錯技術是一類分布式計算領域的容錯技術。拜占庭假設是對現實世界的模型化，由於硬體錯誤、網路擁塞或中斷以及遭到惡意攻擊等原因，計算機和網路可能出現不可預料的行為。拜占庭容錯技術被設計用來處理這些異常行為，並滿足所要解決的問題的規范要求。

拜占庭容錯系統 ：

發生故障的節點被稱為 拜占庭節點 ，而正常的節點即為 非拜占庭節點 。

假設分布式系統擁有n台節點，並假設整個系統拜占庭節點不超過m台（n ≥ 3m + 1），拜占庭容錯系統需要滿足如下兩個條件：

另外，拜占庭容錯系統需要達成如下兩個指標：

PBFT即實用拜占庭容錯演算法，解決了原始拜占庭容錯演算法效率不高的問題，演算法的時間復雜度是O(n^2)，使得在實際系統應用中可以解決拜占庭容錯問題
 

PBFT是一種狀態機副本復制演算法，所有的副本在一個視圖（view）輪換的過程中操作，主節點通過視圖編號以及節點數集合來確定，即：主節點 p = v mod |R|。v：視圖編號，|R|節點個數，p：主節點編號。

PBFT演算法的共識過程如下：客戶端（Client）發起消息請求（request），並廣播轉發至每一個副本節點（Replica），由其中一個主節點（Leader）發起提案消息pre-prepare，並廣播。其他節點獲取原始消息，在校驗完成後發送prepare消息。每個節點收到2f+1個prepare消息，即認為已經准備完畢，並發送commit消息。當節點收到2f+1個commit消息，客戶端收到f+1個相同的reply消息時，說明客戶端發起的請求已經達成全網共識。

具體流程如下 ：

客戶端c向主節點p發送<REQUEST, o, t, c>請求。o: 請求的具體操作，t: 請求時客戶端追加的時間戳，c：客戶端標識。REQUEST: 包含消息內容m，以及消息摘要d(m)。客戶端對請求進行簽名。

主節點收到客戶端的請求，需要進行以下交驗：

a. 客戶端請求消息簽名是否正確。

非法請求丟棄。正確請求，分配一個編號n，編號n主要用於對客戶端的請求進行排序。然後廣播一條<<PRE-PREPARE, v, n, d>, m>消息給其他副本節點。v：視圖編號，d客戶端消息摘要，m消息內容。<PRE-PREPARE, v, n, d>進行主節點簽名。n是要在某一個范圍區間內的[h, H]，具體原因參見 垃圾回收 章節。

副本節點i收到主節點的PRE-PREPARE消息，需要進行以下交驗：

a. 主節點PRE-PREPARE消息簽名是否正確。

b. 當前副本節點是否已經收到了一條在同一v下並且編號也是n，但是簽名不同的PRE-PREPARE信息。

c. d與m的摘要是否一致。

d. n是否在區間[h, H]內。

非法請求丟棄。正確請求，副本節點i向其他節點包括主節點發送一條<PREPARE, v, n, d, i>消息, v, n, d, m與上述PRE-PREPARE消息內容相同，i是當前副本節點編號。<PREPARE, v, n, d, i>進行副本節點i的簽名。記錄PRE-PREPARE和PREPARE消息到log中，用於View Change過程中恢復未完成的請求操作。

主節點和副本節點收到PREPARE消息，需要進行以下交驗：

a. 副本節點PREPARE消息簽名是否正確。

b. 當前副本節點是否已經收到了同一視圖v下的n。

c. n是否在區間[h, H]內。

d. d是否和當前已收到PRE-PPREPARE中的d相同

非法請求丟棄。如果副本節點i收到了2f+1個驗證通過的PREPARE消息，則向其他節點包括主節點發送一條<COMMIT, v, n, d, i>消息，v, n, d, i與上述PREPARE消息內容相同。<COMMIT, v, n, d, i>進行副本節點i的簽名。記錄COMMIT消息到日誌中，用於View Change過程中恢復未完成的請求操作。記錄其他副本節點發送的PREPARE消息到log中。

主節點和副本節點收到COMMIT消息，需要進行以下交驗：

a. 副本節點COMMIT消息簽名是否正確。

b. 當前副本節點是否已經收到了同一視圖v下的n。

c. d與m的摘要是否一致。

d. n是否在區間[h, H]內。

非法請求丟棄。如果副本節點i收到了2f+1個驗證通過的COMMIT消息，說明當前網路中的大部分節點已經達成共識，運行客戶端的請求操作o，並返回<REPLY, v, t, c, i, r>給客戶端，r：是請求操作結果，客戶端如果收到f+1個相同的REPLY消息，說明客戶端發起的請求已經達成全網共識，否則客戶端需要判斷是否重新發送請求給主節點。記錄其他副本節點發送的COMMIT消息到log中。
 

如果主節點作惡，它可能會給不同的請求編上相同的序號，或者不去分配序號，或者讓相鄰的序號不連續。備份節點應當有職責來主動檢查這些序號的合法性。

如果主節點掉線或者作惡不廣播客戶端的請求，客戶端設置超時機制，超時的話，向所有副本節點廣播請求消息。副本節點檢測出主節點作惡或者下線，發起View Change協議。

View Change協議 ：

副本節點向其他節點廣播<VIEW-CHANGE, v+1, n, C , P , i>消息。n是最新的stable checkpoint的編號， C 是 2f+1驗證過的CheckPoint消息集合， P 是當前副本節點未完成的請求的PRE-PREPARE和PREPARE消息集合。

當主節點p = v + 1 mod |R|收到 2f 個有效的VIEW-CHANGE消息後，向其他節點廣播<NEW-VIEW, v+1, V , O >消息。 V 是有效的VIEW-CHANGE消息集合。 O 是主節點重新發起的未經完成的PRE-PREPARE消息集合。PRE-PREPARE消息集合的選取規則：

副本節點收到主節點的NEW-VIEW消息，驗證有效性，有效的話，進入v+1狀態，並且開始 O 中的PRE-PREPARE消息處理流程。
 

在上述演算法流程中，為了確保在View Change的過程中，能夠恢復先前的請求，每一個副本節點都記錄一些消息到本地的log中，當執行請求後副本節點需要把之前該請求的記錄消息清除掉。

最簡單的做法是在Reply消息後，再執行一次當前狀態的共識同步，這樣做的成本比較高，因此可以在執行完多條請求K（例如：100條）後執行一次狀態同步。這個狀態同步消息就是CheckPoint消息。

副本節點i發送<CheckPoint, n, d, i>給其他節點，n是當前節點所保留的最後一個視圖請求編號，d是對當前狀態的一個摘要，該CheckPoint消息記錄到log中。如果副本節點i收到了2f+1個驗證過的CheckPoint消息，則清除先前日誌中的消息，並以n作為當前一個stable checkpoint。

這是理想情況，實際上當副本節點i向其他節點發出CheckPoint消息後，其他節點還沒有完成K條請求，所以不會立即對i的請求作出響應，它還會按照自己的節奏，向前行進，但此時發出的CheckPoint並未形成stable。

為了防止i的處理請求過快，設置一個上文提到的 高低水位區間[h, H] 來解決這個問題。低水位h等於上一個stable checkpoint的編號，高水位H = h + L，其中L是我們指定的數值，等於checkpoint周期處理請求數K的整數倍，可以設置為L = 2K。當副本節點i處理請求超過高水位H時，此時就會停止腳步，等待stable checkpoint發生變化，再繼續前進。
 

在區塊鏈場景中，一般適合於對強一致性有要求的私有鏈和聯盟鏈場景。例如，在IBM主導的區塊鏈超級賬本項目中，PBFT是一個可選的共識協議。在Hyperledger的Fabric項目中，共識模塊被設計成可插拔的模塊，支持像PBFT、Raft等共識演算法。
 

 

Raft基於領導者驅動的共識模型，其中將選舉一位傑出的領導者(Leader)，而該Leader將完全負責管理集群，Leader負責管理Raft集群的所有節點之間的復制日誌。
 

下圖中，將在啟動過程中選擇集群的Leader（S1），並為來自客戶端的所有命令/請求提供服務。 Raft集群中的所有節點都維護一個分布式日誌（復制日誌）以存儲和提交由客戶端發出的命令（日誌條目）。 Leader接受來自客戶端的日誌條目，並在Raft集群中的所有關注者（S2，S3，S4，S5）之間復制它們。

在Raft集群中，需要滿足最少數量的節點才能提供預期的級別共識保證， 這也稱為法定人數。 在Raft集群中執行操作所需的最少投票數為 (N / 2 +1) ，其中N是組中成員總數，即 投票至少超過一半 ，這也就是為什麼集群節點通常為奇數的原因。 因此，在上面的示例中，我們至少需要3個節點才能具有共識保證。

如果法定仲裁節點由於任何原因不可用，也就是投票沒有超過半數，則此次協商沒有達成一致，並且無法提交新日誌。

 

數據存儲：Tidb/TiKV

日誌：阿里巴巴的 DLedger

服務發現：Consul& etcd

集群調度：HashiCorp Nomad
 

只能容納故障節點(CFT)，不容納作惡節點

順序投票，只能串列apply，因此高並發場景下性能差
 

Raft通過解決圍繞Leader選舉的三個主要子問題，管理分布式日誌和演算法的安全性功能來解決分布式共識問題。

當我們啟動一個新的Raft集群或某個領導者不可用時，將通過集群中所有成員節點之間協商來選舉一個新的領導者。 因此，在給定的實例中，Raft集群的節點可以處於以下任何狀態: 追隨者(Follower)，候選人(Candidate)或領導者(Leader)。

系統剛開始啟動的時候，所有節點都是follower，在一段時間內如果它們沒有收到Leader的心跳信號，follower就會轉化為Candidate；

如果某個Candidate節點收到大多數節點的票，則這個Candidate就可以轉化為Leader，其餘的Candidate節點都會回到Follower狀態；

一旦一個Leader發現系統中存在一個Leader節點比自己擁有更高的任期(Term)，它就會轉換為Follower。

Raft使用基於心跳的RPC機制來檢測何時開始新的選舉。 在正常期間， Leader 會定期向所有可用的 Follower 發送心跳消息（實際中可能把日誌和心跳一起發過去）。 因此，其他節點以 Follower 狀態啟動，只要它從當前 Leader 那裡收到周期性的心跳，就一直保持在 Follower 狀態。

當 Follower 達到其超時時間時，它將通過以下方式啟動選舉程序：

根據 Candidate 從集群中其他節點收到的響應，可以得出選舉的三個結果。

共識演算法的實現一般是基於復制狀態機（Replicated state machines），何為 復制狀態機 ：

簡單來說： 相同的初識狀態 + 相同的輸入 = 相同的結束狀態 。不同節點要以相同且確定性的函數來處理輸入，而不要引入一下不確定的值，比如本地時間等。使用replicated log是一個很不錯的注意，log具有持久化、保序的特點，是大多數分布式系統的基石。

有了Leader之後，客戶端所有並發的請求可以在Leader這邊形成一個有序的日誌（狀態）序列，以此來表示這些請求的先後處理順序。Leader然後將自己的日誌序列發送Follower，保持整個系統的全局一致性。注意並不是強一致性，而是 最終一致性 。

日誌由有序編號（log index）的日誌條目組成。每個日誌條目包含它被創建時的任期號（term），和日誌中包含的數據組成，日誌包含的數據可以為任何類型，從簡單類型到區塊鏈的區塊。每個日誌條目可以用[ term, index, data]序列對表示，其中term表示任期， index表示索引號，data表示日誌數據。

Leader 嘗試在集群中的大多數節點上執行復制命令。 如果復製成功，則將命令提交給集群，並將響應發送回客戶端。類似兩階段提交(2PC)，不過與2PC的區別在於，leader只需要超過一半節點同意（處於工作狀態）即可。

leader 、 follower 都可能crash，那麼 follower 維護的日誌與 leader 相比可能出現以下情況

當出現了leader與follower不一致的情況，leader強制follower復制自己的log， Leader會從後往前試 ，每次AppendEntries失敗後嘗試前一個日誌條目（遞減nextIndex值）， 直到成功找到每個Follower的日誌一致位置點（基於上述的兩條保證），然後向後逐條覆蓋Followers在該位置之後的條目 。所以丟失的或者多出來的條目可能會持續多個任期。
 

要求候選人的日誌至少與其他節點一樣最新。如果不是，則跟隨者節點將不投票給候選者。

意味著每個提交的條目都必須存在於這些伺服器中的至少一個中。如果候選人的日誌至少與該多數日誌中的其他日誌一樣最新，則它將保存所有已提交的條目，避免了日誌回滾事件的發生。

即任一任期內最多一個leader被選出。這一點非常重要，在一個復制集中任何時刻只能有一個leader。系統中同時有多餘一個leader，被稱之為腦裂（brain split），這是非常嚴重的問題，會導致數據的覆蓋丟失。在raft中，兩點保證了這個屬性：

因此， 某一任期內一定只有一個leader 。
 

當集群中節點的狀態發生變化（集群配置發生變化）時，系統容易受到系統故障。 因此，為防止這種情況，Raft使用了一種稱為兩階段的方法來更改集群成員身份。 因此，在這種方法中，集群在實現新的成員身份配置之前首先更改為中間狀態（稱為聯合共識）。 聯合共識使系統即使在配置之間進行轉換時也可用於響應客戶端請求，它的主要目的是提升分布式系統的可用性。

⑧ PoT基於信任的共識機制方案

姓名：胡娟

學號：20021110092

轉自：https://mp.weixin.qq.com/s/lA4qc1iA44HH5biH7TrFvg

【嵌牛導讀】區塊鏈的核心是無信任的領導選舉機制，在無需第三方或可信方的監督下，實現了匿名節點之間共識的達成。目前工作量證明(PoW)和權益證明(PoS)是集中討論的兩種共識機制。PoW依賴於計算能力的證明，伴隨著巨大的資源浪費。PoS通過依賴系統中擁有的加密貨幣的數量來解決問題。無論哪種方式，都受區塊鏈系統經濟基礎的限制，這迫使那些不含加密貨幣的區塊鏈應用程序只能求助於「許可」的設置，有效地使系統集中化。然而，對於無加密貨幣的非許可鏈能夠為眾多新興應用領域（如教育、醫療）提供安全的、自治的P2P結構服務，在這些領域中，對等節點之間存在一定的信任基礎。這為評估對等節點之間的信任並將其作為達成共識的基礎創造了可能性。

【嵌牛鼻子】PoT，PoW，PoS

【嵌牛正文】

PoW 是十分昂貴的

他是一種「難度值」控制資源消耗的機制。難度值是隨系統計算能力來調整級別的，隨著節點和事務的增加，難度值不可避免的增加。除了高昂的成本外，還容易受到中心化陷阱的影響，即一小部分算力強大/有錢的節點最終控制了整個系統。例如比特幣上的采礦池現象和壟斷了系統的巨型挖礦數據中心。

當前，相比PoW在能耗上有更優表現的替代方案被人們持續關注，然而大多數建議的替代方案要麼依賴於特殊物理硬體的所有權，要麼權衡系統的去中心化採用許可鏈的方案，後者是使用拜占庭協議（PBFT）的變體。PoW目前合理的替代方案是PoS（Proof-of-Stake），PoS中區塊領導者是根據其在區塊鏈系統中持有的資產數量來被選擇的。該方法背後的博弈論前提是，對擁有加密貨幣的節點，持有最大份額的節點有興趣對系統進行服務，來保持他的可信度和價值，從而激勵他們按照協議行事。與PoW相比，PoS承諾提供更加明晰和便宜的共識機制，但他需要將區塊鏈系統與加密貨幣捆綁在一起。並造成了「你擁有越多你控制的越多」或「你擁有的越多，你越合理擁有領導權」這樣富人越來越富的心態，導致系統進一步向中心化轉變。

使用信任去修補區塊鏈

 信任證明PoT，當網路中出現更多可信的對等點時，目標是最小化在PoW上花費的能量。也就是說，安裝「您越受信任，您需要執行的工作就越少」的概念。「我們假設在應用場景中，區塊鏈旨在在協作以實現共同目標的對等體之間提供去中心化的服務，並且可以在各方之間表達信任，例如在健康或教育領域。這與當前以自我為中心的金融區塊鏈形成了鮮明的對比，在當前的金融區塊鏈中，被選為區塊領導者的唯一興趣和博弈論動機是賺取加密貨幣。

 在PoT結構中，參與系統的每個節點都單獨地表示對他認為可信任的其他節點的信任情況。這種信任不斷地被廣播，促使信任網路以去中心化的方式興起，並存儲在區塊鏈中，為所有的參與者提供了一致性、防篡改的記錄（view）。PoT機制在仍然使用PoW的同時，保證只有一小部分參與其中，從而大大降低了功耗成本。

協議描述和問題定義

PoT 描述的參與者的信任值是以去中心化的方式計算和協商的，這些信任值將表示為節點在系統中所持有的權重（stake），作為共識機制的基礎。PoT的設計主要考慮了可驗證性和獨立性：

可驗證性：一旦一個節點證明其有資格成為下一個領導者，所有的節點都可以驗證這一聲明。

獨立性： 獨立性聲明領導者的被選舉權與區塊鏈有效性，可由任何節點使用公開可用的信息，無需他人協作的情況下進行驗證。

為了實現以上的目標，需要解決兩個主要問題：

1)定義一個去中心化的信任管理機制；

2)定義一個使用信任網路的共識協議。

1.去中心化信任管理（Decentralized trust management）

信任建立基於信任模型，這類工作在很多文獻中已有。對於基於社區的信任，起始點通常是一個給定的信任網路，該網路編碼系統中誰信任誰，它通常被建模為一個有向圖，其中節點表示對等點（peer），邊表示它們之間的信任關系。一個節點在網路中傳入的鏈接越多，它就越可信。信任網路可以以多種形式出現，例如：

1)從社交網路中提取；

2)從底層系統中節點之間的交互推斷而來；

3)被節點明確聲明他們信任誰。

在公開鏈模型中，唯一可行的選擇要麼是跟蹤區塊鏈中節點之間交互的記錄，要麼設立一個信任網路，網路中每個節點在沒餓過時期單獨地聲稱他信任誰。前一種選擇要求管理區塊鏈系統的節點同時也是產生和記錄事務的節點。

文章選擇了後一種方案，每個節點通過廣播信任關系宣布他們的信任節點，並由所有其他節點獨立收集信息，形成信任網路。區塊鏈區塊大小的限制，使得PoT中區塊鏈僅記錄信任網路的哈希值。每個時期，當前的區塊領導者是根據前一個階段中達成一致的信任網路情況來選出來的。

2.基於信任的動態共識機制（Dynamics of a trust based consensus）

PoW盡管對能源的消耗十分巨大，但是在完全去中心化的系統中，PoW保持了良好的安全性和可操作性。更重要的是，提供了具有「保證時間窗口」的時鍾功能，實現了新的塊只有在前一個塊出現後才能出現，允許分布式系統在不需要全局同步的情況下有效地工作。因此文章沒有完全放棄PoW，而是信任等級越高的節點執行PoW時的難度值越低，信任等級越低則難度值越高。這將抑制不太受信任的節點加入PoW，使活躍的挖礦池被限制到更小的子集中。其中存在的風險是：1）可能會導致較小的信任子集中出現集中化的問題；2）難度值小的節點可能造成Sybil攻擊。因此，PoT採用了以下的策略：

1）領導節點信任衰竭策略

節點根據他們獲得的信任程度被分配到不同的小組。其成員根據可信等級對應的難度值進行挖礦，具有最高信任級別小組成員更有可能在區塊鏈中挖到礦，這埋下了信任網路中頂層節點控制網路的隱患，造成「富人更富」的現象，同時其他的節點沒有了升級的空間。衰竭策略會確保任何競爭到挖礦權的節點退回到低信任分區中。

2）新的信任關系採用阻尼策略

Sybil節點不能突然獲得系統中的高信任等級，應當給誠實節點有足夠的機會觀察和控制惡意節點。在PoT中，引入了一種控制機制，通過對新的信任鏈路採用一種阻尼策略來控制新節點信任度量的過程，節點的信任等級與他們所保持存活的時間長短成正比增長。

PoT結構建立在兩個主要機制上：

1) 衰退的信任機制，阻止區塊領導者潛在的惡意行為，防止網路被一個小的頂層受信組織控制；

2) 網路信任機制演變的控制機制，阻止惡意節點信任等級的升級的速度，給予其他節點充分的時間去檢測這樣的行為。

區塊鏈系統首先經歷一個自力更生的階段，通過對幾個塊僅實施純PoW共識。在每

個新的區塊中，網路中的節點（礦工）單獨廣播自己發出的信任關系。新節點加入產生新的信任關系，這種關系服從一種阻尼策略，將他們在系統中存活時間作為權重給他們分配。阻尼策略使得新節點使用新的信任關系來增強它們的信任級別變得更慢。自力更生階段在協議定義的預設好的塊數後結束。共識從此由PoW轉變為PoT。

每個信任分區的節點都會遵循對應的PoW的困難系數來挖礦，當使用對應困難值找到PoW的解決答案時，節點宣布他的塊，其他節點驗證並接受該塊作為共識的一部分。如果同時有多個有效的塊被廣播，則規則是選擇信任等級最高的發布的塊。一旦一個塊被附加到區塊鏈中，那麼塊所有權所屬的節點相對於初始信任值會呈指數衰減。

1. 信任網路（The trust network）

信任網路是由節點在網路中，通過主動聲明信任連接所組成的。每個周期，信任網路都表示為一個加權圖，節點是區塊鏈網路中的節點，邊上的權值代表節點的存活時長。周期t所在的信任網路為： ，其中

  ：節點的集合，SKi和VKi是節點的密鑰對；

  ：關系邊的集合，由節點vi來聲明和簽名的；

：函數，為每一條邊計算權重值

2. 區塊鏈部分（The Blockchain）

   定義1: 密碼散列函數 , 有效的PoW區塊被定義為一個三元組：

參數 ：區塊對應挖礦的難度值；

參數 ：前一個區塊的哈希值；

參數 ：PoW工作的隨機數答案；

參數 ：事務的負載。

3. PoT協議（The PoT protocol）

PoT協議除了PoW中事務負載和區塊頭元數據外，還包含節點提交給區塊的簽名，以及區塊所在時期信任網路的摘要。

        1)信任分區（Trust divisions）

對每個節點，使用連續棄權函數（waiverfunction）實現難度值與輸入信任級別成反比。另一種方法是，節點被分配到符合一定信任范圍的組，每個小組所有成員在相同難度水平挖礦。挖礦和廣播的機制與PoW相同，但注意到網路中的任何節點都可以毫不含糊地、一致地與其他節點一起檢索任何一個節點的信任值。

        2)信任衰退和恢復（Trust decay & recovery）

當節點vi在周期t時刻，獲得了某一個區塊的記賬權後，它的信任值會進行一個與它在周期t初始時刻信任值成正比例的快速衰退和緩慢恢復的過程。以防止節點vi持續保持高的信任等級，從而產生Sybil攻擊的隱患。這里引入了指數衰退函數：

N(0) 是時間0是衰減量的值， 是衰減常數。

在每一個周期t，信任衰減過程是由節點執行的，協議規則如下，衰減長度因子k，衰減常數 λ，當前周期t和當前區塊鏈作為輸入，從時間t開始對 k/λ 個區塊，衰減對應記賬權礦工的信任值。

3)對新邊的阻尼策略（Damping new edges）

一個節點與其他節點信任連接的權值與他們所加入網路的時間成比例，防止節點過快地成為信任值最高的節點，分配規則如下：其中

4)PoT 有效區塊（Valid PoT block）

SKt 是節點vt的簽名， 是信任分區， 是 對應的難度等級，一個有效的PoT區塊滿足如下條件：

根據以上定義，總結PoT協議為，在每個周期 t開始時，假定網路中所有節點都知道共識區塊鏈C的狀態，包括對上一個周期 t-1信任圖的信息。節點在t-1信任圖上執行信任演算法，然後應用信任衰退機制，衰減最近奪得區塊記賬權的節點的信任。礦工找到PoW難題的答案，就將答案連通區塊 廣播到網路中。如果這是一個有效的區塊，其他節點驗證後礦工將它附加到區塊鏈C上。如果是非有效的，那麼回退到步驟3)，所有符合條件的節點繼續試圖找到難題的答案。

節點有可能同時監聽到多個有效的區塊，規定了此時接收最高信任節點發出的區塊作為結果值。此外，網路延遲或連接網路的動態特性，不同的節點接收到不同的區塊，此時會出現分叉現象，與PoW不同，採用信任最值得信賴的分支作為正確的主區塊鏈。

論文出處：Leila Bahri, Sarunas Girdzijauskas. Trust Mends Blockchains: Living up to Expectations, 2019 IEEE 39th International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS)

⑨ 零極主網正式上線！共建共享共贏

北京時間9月26日11時，零極主網正式上線。 零極分布式應用網路從研發至今，一直備受各界人士的關注及期待。如今，零極在萬眾矚目中進入新的發展階段。

零極分布式應用網路（Zerolimit Distributed Application Network,簡稱 ZDAN）是完全不同於傳統區塊鏈技術的一種全新技術實現，是完美詮釋了區塊鏈思想、超越傳統區塊鏈技術的數字經濟基礎設施，也是實現未來虛擬數字 社會 的基礎設施。 組成零極分布式應用網路的節點包括雲數據基站節點、企業數據基站節點、家庭數據基站節點和移動數據節點。

（1）底層架構設計上敢於突破

零極完全摒棄區塊的數據組織方式，以交易作為基本數據單元，各數據單元之間形成邏輯上的交易鏈；

所有節點都可以存儲數據，不需要爭奪記賬權，在零極分布式網路中不需要挖礦；

節點之間在零極分布式網路中是平等協作關系，不存在競爭，不會浪費能源；

節點之間不能形成聚集優勢，完全去中心化。

（2）分布式存儲--存儲無極限

零級網路的節點包括雲數據基站節點、企業數據基站節點、家庭數據基站節點和移動設備節點等，可分布在世界各地，又相互連接構成零級分布雲；

單個節點所產生的數據，每一筆數據都會賦予一個唯一的數字身份，並按照零極虛擬路由（ZVR）協議分布式存儲到與該數字身份匹配的若干節點中；

每個節點只存儲全網的部分數據，實現了節點的輕量化，共識節點可以部署在移動端，零級網路本身以及基於零級的應用可以做到低成本；

每個節點的存儲空間都是整個網路存儲空間的組成部分， 隨著節點的不斷增多，網路規模不斷擴大，全網的存儲能力將不斷增長，達到存儲無極限。

（3）分布式計算--速度無極限

對數據的處理由集中式向分布式轉換，一個節點的存儲和計算要求，由分布在網路中的若干節點來完成；

所有的節點既可以產生數據，也可以處理數據；

數據的產生與處理是並發執行的，這種並發路徑與節點數規模正相關；

隨著節點的不斷增多，網路規模不斷擴大，全網的處理能力將不斷增強，達到速度無極限。

（4）抗量子計算機攻擊--安全無極限

獨創的數字簽名演算法可以抵禦量子計算機的攻擊；

信息可以加密存儲，只有獲得授權才能訪問；

部分節點異常或被攻擊，不會影響系統運行；

在分布式網路中，共識節點越多，安全性越高；隨著網路規模不斷擴大，安全性將不斷增強，達到安全無極限。

（5）分布式應用模式--應用無極限

零極將互聯網的中心化應用模式升級為分布式應用模式，將會打造出廣闊的應用藍海；在分布式應用模式中，應用的部署、運行以及應用數據的存儲將不再需要中心化的伺服器支持，將完全轉變為分布式。

零極分布式移動應用程序（DMAPP）通過開放應用介面和高速交互通道直接載入到智能引擎中運行，因此零極應用程序事實上是與零極網路無縫集成的。零極的客戶端同時也是零極應用程序的客戶端， 零極力求為廣大應用開發者和用戶提供一個無門檻的平台。零極節點本身以及零極應用程序都同時兼具跨平台特性，可以運行在多種節點設備上 ，兼容 windows、Linux、Unix、MacOS、IOS 和 Android 等多種操作系統。

所有應用共享零級分布式網路的資源，包括計算資源、存儲資源、通信資源和用戶資源；

節點越多，可以承載的應用就越多，而應用自帶的用戶節點又將成為零極網路的共識節點，產生正向疊加效應。 隨著網路規模的不斷擴大，將達到應用無極限。

輕量化、無限的處理能力和無需伺服器的完全去中心化的特性，使得 零極可以為全球無限的應用提供低成本、高效率和完全可信的網路運行環境 ，打造出顛覆互聯網時代中心化應用模式的完全分布式的應用模式。

概括一句話， 零極即將開啟可信的低成本高效率的去中心化移動應用模式，隨著零極網路中參與節點的無限增多，達到分布式存儲空間的無極限，數據處理速度的無極限，數據安全的無極限和承載應用的無極限。

二、零極數字生態 共建共享共贏

零極分布式應用網路以共建共享的方式向全 社會 開放，旨在打造一個全球最大規模的利益共享的分布式數字生態。在新的數字生態領域，參與各方均能夠分享 科技 變革所帶來的巨大紅利。

1、零極生態通證

零極生態通證（簡稱 ZDAN），代表著零極分布式數字生態的權益證明，是零極分布式數字生態的價值體現，是參與者對零極分布式數字生態貢獻值的表現形式，與虛擬貨幣有著本質的區別。 零極作為新一代區塊鏈技術的領導者，強調的就是其內生性落地應用。 當零極主網上線後 ，在零極網路上可以開發各式各樣的分布式應用，這些應用與傳統應用相比，可以大幅削減成本，因為基於零極的應用是分布式移動應用，不需要後台伺服器的支持。 零極應用場景之廣，盡可能發揮你的想像力。隨著應用的落地實施，數字產業化和產業數字化的不斷推進，技術賦能實體，應用產生價值，零極生態通證的內在價值將不斷提升。

2、零極權益節點

在零極主網上線前，零極團隊已經向全球發出應用推廣的招募令， 誠邀天下仁人志士共繪應用藍圖，共享零極生態的權益，一起見證區塊鏈應用時代的到來。 零極分布式應用網路將以共建共享的方式向全 社會 開放，將零極雲數據基站、企業數據基站、家庭數據基站和移動數據節點的建設由全 社會 參與，將整個零極分布式數字生態的海量應用所產生的價值讓全 社會 分享，達到全民共同富裕。

三、未來展望

作為新一代區塊鏈技術和創新互聯網應用模式的領導者，零極針對現行區塊鏈技術的痛點和互聯網應用瓶頸而開發，可以為全球不斷增長的應用提供低成本、高效率和安全可信的網路運行環境，從全新的技術視角完美詮釋了區塊鏈思想，徹底解決了制約區塊鏈技術落地應用的所有痛點，重塑互聯網應用新的生命力，為實體經濟賦能。

零極主網上線對零極的發展具有標志性意義， 意味著向全球最大規模的利益共享的分布式數字生態邁出堅實的一步，社區開發者和用戶可以真正的參與到零極數字生態的建設中來。

零極將帶領零極的支持者一起奮力開拓，讓參與各方均能夠分享共建數字生態所帶來的巨大紅利。

⑩ 公鏈領域寡頭競爭，且看Vision如何攪局

比特幣已成為圖騰，以太坊是當下改變互聯網運行模式的區塊鏈基礎設施，但以太坊也會被改變。中本聰2008年發明比特幣的時候，區塊鏈只是為了保證比特幣系統穩定運行的技術手段。Vitalik Buterin 2013年創造以太坊，區塊鏈才真正獨立於比特幣，成為改變互聯網運行模式的下一代網路技術。

區別於比特幣更多突出貨幣屬性，以太坊開始發展為新的數字網路，可以通過智能合約部署一系列應用和交易的區塊鏈網路系統。但是，以太坊取得成功的同時，種種缺陷也開始暴露：費用高、效率低、偏離去中心化初衷等等。競爭者們開始出現，整體可以歸類為「替代」和「繼承和改良」兩種路線。

2021年，公鏈生態發展進入了爆發期，多鏈世界從理想走向了現實。據 Footprint Analytics 數據統計，目前累計已收錄的公鏈數量有86條，對比2021年初的11條，數量增長近7倍。幾乎所有公鏈解決方案的目標，都是希望能處理比以太坊更多的交易，並且速度更快，價格更便宜。這些公鏈，或從技術入手，或從生態入手，或從與傳統金融結合入手，或從新興風向入手，在不可能三角中取側重點，各顯神通，也是亂象叢生。邁入1月，Solana、XX、Arbitrum等多條公鏈/Layer2出現停止出塊的網路宕機現象，以太坊側鏈Poygon則出現嚴重擁堵現象，用戶反映長時間內無法發起交易或提幣。上述公鏈多以「高性能」作為主打口號，但卻在相近時間內不約而同開始「罷工」。在此之前，Solana、Arbitrum、BSC、Fantom也已多次暴露出類似問題。新公鏈集體停擺，反映的是一場廣泛存在、影響深遠的基礎設施危機。

危機之中，機會窗口也在顯現

3月15日，Vision上線，這是一個高性能公鏈項目，每個分片都相當於一條獨立的區塊鏈，但不同分片之間具有信息交互和相互轉賬的能力，使多個分片能連成一個一致的網路。致力於建造一個新一代區塊鏈網路：以分片架構為基礎，實現高可擴展性、安全、低能耗的區塊鏈。除了分片技術，Vision還具有一些獨特的功能，旨在解決其他區塊鏈協議面臨的挑戰。

深度分片系統：深度分片，是包括對網路、交易和狀態的多層分片，再加上引入路由協議，讓區塊數據能通過最短路徑傳輸到目的地，在此基礎上，還可以允許小節點的加入，最大限度地保證了去中心化程度。

共識協議：Vision實際上是採用的共識機制，主要是對PBFT 做了大量改良。此次的共識協議有驗證者和領導者，每次通訊都需要向所有驗證器和節點廣播，節點越多，通訊復雜度以倍數級別上升。改良後演算法領導者運行一個多重簽名的簽名過程來收集驗證者的投票，大大降低了通信的復雜度。

分布式隨機生成：Vision巧妙地結合了 VRF（可驗證隨機函數）+ 和 VDF（可驗證延遲函數）的密碼學特性。在這一協議里，所有驗證者先生產隨機數，再由領導者對隨機數進行二次計算，這樣的過程保證了惡意節點無法提前預測或干擾隨機數的結果，並且整個過程復雜度低，可以在短時間內完成。

跨鏈互操作性：引入了 Kademlia，大大減小了跨片交易的網路開銷。

新公鏈生態內循環逐步完善，資產解耦趨勢初顯：新公鏈以及諸多概念板塊和比特幣的資產解耦已愈趨明顯，生態的成熟完善和用戶圈層的獨立性，使它們突破了和比特幣價格變動的強關聯。但新公鏈的踴躍是對區塊鏈現有架構的進化而不是對原生系統的否定，正如生產力創新、生產關系透明和充分競爭自由是加密世界發展的原動力。