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历史证明(PoH)是最新的共识协议,但它与之前的协议相比如何呢?

来源: 区块网 作者:考拉
当然,区块链领域最大的讽刺在于,从来没有人就“最佳”共识模型达成任何协议。比特币和以太坊因分别开创了区块链和智能合约平台的概念而广受赞誉......
当然,区块链领域最大的讽刺在于,从来没有人就“最佳”共识模型达成任何协议。比特币和以太坊因分别开创了区块链和智能合约平台的概念而广受赞誉,但它们也因缺乏可伸缩性而受到严厉批评。可伸缩性的挑战主要是由于他们使用了工作量证明(PoW)共识方法。
因此,开发团队多年来一直致力于设计一种不同的方法来实现网络参与者之间的共识。它消除了POW造成的瓶颈,但仍然实现了去中心化的安全性,同时在激励诚实的行动者和威慑坏人之间保持了适当的平衡。

到目前为止,已经有几十次尝试来解决PoW的这个难题了。然而,只有少数几个主要竞争者出现,即权益证明(PoS)和委托权益证明(dPoS)。

然而,一匹新马参与了进来。一个名为Solana的区块链项目正在开发一个安全的、可伸缩的区块链,它在测试网上实现了每秒处理50,000个交易。它是如何做到这一点的?通过一种新的共识方法,叫做历史证明。

历史证明的解释

历史证明(Proof of History, PoH)旨在通过将时间本身编码到区块链中来减轻处理块中网络节点的负载。在常规的区块链中,对特定块的挖掘时间达成一致意见与对该块中的交易是否存在达成一致意见一样重要。时间戳非常重要,因为它告诉网络(以及任何观察者)交易以特定的顺序发生。

在PoW场景中,成功的矿工首先找到正确的值,这需要一定的计算能力才能执行。然而,PoH使用了一个新的加密概念,称为可验证延迟函数(VDFs)。VDF只能通过应用一组特定的连续步骤的单个CPU核心来解决。不允许并行处理,因此很容易准确定义应用这些步骤需要多长时间。也就是说时间的浪费是显而易见的。

PoH解决了时间的挑战,从而减少了区块链的处理重量,使其更轻、更快。Solana将PoH与一种名为Tower Byzantine Fault Tolerance (Tower BFT)的安全协议组合在一起,该协议允许参与者设置代币,以便对PoH哈希值的有效性进行投票。如果参与者投票支持与PoH记录不匹配的分叉,则此协议将对参与者进行惩罚。

此外,Solana还部署了权益关系证明(PoS),作为确定谁可以作为块验证器参与的一种方法。

PoH的竞争者

那么,PoH与之前的协议相比如何呢?

工作量证明(PoH)

工作量证明和历史证明有一些相似之处。这两种方法都依赖于计算能力的确定支出来生成块。

与比特币和大多数其他PoW区块链一样,Solana也使用SHA-256算法。这就提出了ASIC能否显著加快PoH中VDF函数求解的问题。
Solana认为,这不是一个挑战,大多数asic的处理能力将在可接受的范围内用于更广泛的网络。

因为PoH从网络上消除了时间戳的负担,所以它产生的区块链比迄今为止使用PoW所能实现的任何区块链都要轻得多、快得多。

权益证明(PoS)

权益证明(PoS)是以太坊长期承诺的可伸缩性解决方案。在PoS中,网络参与者用筹码来表示成为下一个块矿工并获得相关奖励的机会。
然而,PoS带来了一个重大的挑战,被称为“没有什么风险”。“在PoW区块链中,矿工一次只能在一条链子上采矿,而不能在分叉上。然而,在PoS中,矿工可以将他们的代币放置在同一个区块链的许多不同的分叉上。

以太坊将在2020年实施PoS,通过对投票给错误区块链的矿工实施惩罚来克服这一挑战。Vitalik Buterin之前还提出了第二种解决方案,即惩罚任何对任何给定块的两个不同版本进行投票的人。

PoH协议本身并不阻止恶意的参与者。因此,Solana部署了Tower BFT向网络参与者保证,如果发现坏人投票反对PoH,他们的权益将被“削减”,从而受到惩罚。

就其本身而言,PoS也很容易受到远程攻击,因此较早的参与者可以通过对较晚加入的参与者生成的块进行抵抗来劫持链。Tower BFT通过规范化获得超过三分之二网络投票的块来防止这种攻击。

此外,块生产时间仅为400毫秒,并且在随后的每400 m/s时间段过后,回滚时间将加倍。因此,大约12秒后,回滚网络所需的时间将达到几十年。

委托权益证明(dPoS)

EOS和其他人使用委托权益证明(dPoS),通过将块生产委托给少数网络参与者来实现更快的吞吐量。这些块生成器是由代币持有者选出的。在EOS中,只有21个块生产者控制网络。

EOS发布后,这方面的挑战几乎可以立即显现出来。只有21个块生产者意味着网络高度集中。此外,还有一种风险是,选民会聚集在一起,试图操纵对他们有利的区块生产者选举,就像EOS被指责的那样。该协议仅依赖于投票群体来选举将为网络利益行事的块生产者。

相反,PoH与Tower BFT的合并,通过引入一种强大的抑制因素,阻止了糟糕的参与者,即如果他们投票反对共识,他们的权益将被大幅削减。与dPoS相比,这种威胁增强了安全性。

尽管底层技术有些复杂,但是PoH与Tower BFT的结合可能被证明是区块链所期待的最关键的共识协议。它需要首先在Solana的主要网络上实现自己的承诺,然后供他人效仿。但其结果如何,只有时间会告诉我们。
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