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关于区块链技术最重要的三要素

文章来源:旗点商学院

共识算法,账户模型,智能合约

2017/11/20 16:57

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区块链是很多技术的混杂,一定不要混在一块,而跟具体区块链技术相关的要素主要有三点:第一点,共识算法。第二点是账户模型,第三点是智能合约


共识算法

有人开玩笑说解决的是 “今天中午吃什么” 的问题?这是一个很贴切的描述。所谓的分布式共识算法——我有这么多分布式的节点,彼此之间需要网络通信对某个状态达成共识,但彼此之间又不信任。这跟我们在互联网应用做分布式系统有很大的区别。传统的分布式系统节点都部署在自己的机房里,不需要考虑拜占庭错误,你需要考虑的只有丢包、超时、机器 crash 这些问题,用 Paxos 和 Raft 一类的算法就可以了。

但是如果做区块链的应用,就要处理拜占庭错误,面对潜在的欺诈和篡改的情况。这里选择不同的共识算法,会对你的区块链应用有比较大的影响。有的区块链应用可能就是要做公有链,面向公开网络;有的区块链应用做的是联盟链,有限节点,追求高性能、高吞吐量,它们选用的共识算法一定是不同的。以下是算法的对比。

  • 一类是在比特币验证了很多年的 PoW,工作量证明, PoW 已经被证明非常适合这种全开放网络的公有链,对于拜占廷错误的容忍率比较高,一般我们认为有 51% 的节点联合起来进行欺诈,才能对整个区块链产生有效供给。但相应的,PoW 非常消耗算力,吞吐量和确认时间也都不太理想。

  • 还有一大类是以太坊采用的 PoS,权益证明,以及 DPoS 等扩展。权益证明是基于不同节点的股权数,有点像真实的股东大会投票一样,在股东里面随机选举节点进行记账。这类算法也比较适合公有链,相比 PoW 在容量和计算资源上都是有优化的。

  • 还有一类是拜占廷容错协议 BFT,比较有名的像 PBFT。这类算法是基于状态机同步的算法 (state machine replication),不需要代币。当客户端发送请求给一个节点,每一个节点互相广播其他所有节点发送消息,彼此之间进行交易的确认。一般来说它的延时比较低,吞吐量也更高,但是相对来说对网络压力也比较高,更加适合有限网络节点。另外 BFT 类算法对拜占庭错误的容忍度也相对较低,像 PBFT 有 f 个节点发生拜占庭错误时,整个网络要大于 3f+1 个节点才能保证正确性。

2016 年业界在共识算法上面也做了很多探索,现在大家基本达成的共识是:如果你的区块链应用场景是公有链,可以使用 PoW、 PoS 这类算法,如果你的区块链应用场景是许可链联盟链,可以采用 BFT 类算法。

账户模型

区块链技术的账户模型有两个流派,第一个流派以比特币为代表的 UTSO 模型,第二个是以太坊为代表的简单账户模型。

先说一下简单账户模型,很简单,我转帐支付就是钱加减、付钱。 UTSO,在每一个构建交易的时候,有输入和输出。比特币我有一千块钱,给Lily 转一百块钱的时候,我不是扣掉一百块钱,我是构造这么一个交易,输入一百块钱,输出一百块钱。你的每一次交易数据会记录在这个账本里面,这样日后做一些数据分析更加容易。因为最早是比特币提出的,对于双发问题比较奏效。简单账户模型它比较有效,就是简单的转帐,可以支持一些比较高级的,如果你基于 UTSO 做可能会更麻烦一些。

智能合约

区块链技术的第三个要素是对智能合约的支持,很多人做了一两年,发现我们原来只需要一个分布式账本,只需要一个记账的。如果你只做一个不可篡改的记账,但是很多公司,很多组织看中它的智能合约的能力。选择技术,在技术雷达里面出现了两个,这是我们做过一些共同试验的解决方案。




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