民主與集中的平衡,DPOS設計的祕密

民主與集中的平衡,DPOS設計的秘密

一、共識機制之爭:從POW到DPOS

進入2018年,區塊鏈日益受到廣泛關注,伴隨著技術的加速發展,人們對於效率的要求也逐漸提高。因此,各類共識機制不斷被提出,試圖在效率和去中心化之間達成一種平衡,其中最主流的是POW、POS、DPOS三種共識機制。

比特幣採取工作量證明機制(POW),通過計算機消耗CPU算力,求解複雜的加密方程式,其中最快完成方程式求解的計算機節點得到比特幣作為獎勵這一方式來達成共識。採用工作量證明機制,節點之間無需交換額外的信息即可達成共識;而破壞系統需要投入極大的成本,因此安全性得以保證。但比特幣挖礦需要消耗大量電力,預計到2020年,比特幣網絡的耗電量將達到丹麥整個國家的水平。且目前算力被集中在少數人手裡,逐漸失去了去中心化特徵。

作為第二代區塊鏈技術代表的以太坊,打算將其共識機制由工作量證明機制(POW)轉向權益證明的方式(POS)。POS是POW的一種升級,根據每個節點所佔代幣的比例和時間,等比例的降低挖礦難度,從而加快找隨機數的速度。權益證明機制(POS)在一定程度上縮短了共識達成的時間,同時無需大量消耗能源。但這種機制還是需要挖礦,本質上沒有解決商業應用的痛點,同時更容易遭受攻擊,使得安全性降低。如果把POW的算力看作資本的礦機化,那麼POS則可以看作為資本的數字貨幣化,很容易導致社區權力過度集中,受少數人控制。

2017年12月,Twitter 上出現了一個名為SatoshiNakamoto(中本聰英文名)的用戶,這位“中本聰”表示比特幣已經過於中心化,算力集中所代表的權力集中越來越背離比特幣建立的初衷。因此,他宣佈要推出基於委託權益機制(DPOS)的新幣,這一事件讓DPOS共識機制聲名鵲起。EOS的超級節點競選,則讓委託權益機制(DPOS)更加廣為人知。

共識機制所涉及的中心化問題爭議,實際上是社區民主如得到何保證的問題。現在的POW機制和POS機制其實都是以靜態的觀點在看待社區的中心化問題,忽視了追求民主權力的去中心化方式本身是有運營成本的,一旦這種成本超過了社區去中心化的收益,區塊鏈網絡將會逐漸喪失發展動力。所以以動態視角來設計共識機制的DPOS逐漸成為當下主流認可的解決方案。

二、DPOS設計的意義和價值

DPOS機制的基本邏輯是:先選擇一群區塊生產者,使用信譽系統以及無摩擦、實時投票的機制,來創造出一個有限數量的信任團體。團體中的參與成員有權利創造區塊,將其加入區塊鏈並禁止非受信參與方加入。這些受信任的參與方通過隨機分配方式決定誰先創造區塊,並且每一輪還會被改變。

DPOS機制的安全性來自於其選擇的塊生產者和驗證節點質量的算法。運用贊成投票的過程可以確保一個人即使擁有50%的有效投票權也不能獨自挑選哪怕一個生產者。DPOS旨在優化擁有強壯網絡連接的誠實節點100%參與(共識過程)。DPOS網絡裡只有少量奇數節點參與,使得DPOS有能力在平均只有1.5秒(甚至更少)的時間內以99.9%的置信水平來確認交易,反觀比特幣網絡,平均需要花6輪確認時間,每一輪10分鐘左右,也就是60分鐘才能夠確認一筆交易真正發生。不難看出,DPOS的速度得到極大的提升。

因此,DPOS設計可以讓每一個社群個體都具有維護其權益的機會,讓社群權力具有去中心化表達民主意願的機會,同時通過選取代表的方式來集中社群認證權力,降低運營成本,提高交易確認效率,並且通過動態選舉方式消除作惡的節點或無效節點,並使作惡的節點付出足夠大的代價,從而消除作惡問題。

這樣的設計思想很好地平衡了社區長期利益和短期利益之間的關係,並通過動態的選舉機制讓維持社群整體利益的民主訴求和高效率的集中執行機制得到很好的平衡。這一機制的運用也更容易和現實中很多應用場景的邏輯相對應,比如美國的議會制度,這對於推動區塊鏈3.0階段的廣泛應用會很大的促進作用。

三、DPOS共識機制的應用典範:阿希鏈

阿希鏈是新一代基於側鏈架構的區塊鏈應用創新開發平臺,專為開發者而生,致力於降低區塊鏈開發門檻。主網於16年8月上線,受過幾次攻擊從未出現宕機事件。阿希鏈共識機制採用PBFT優化後的DPOS機制,選舉101個受託人成為節點,維護阿希鏈網絡的運行。由於節點數量多於EOS好幾倍,因此在去中心化和保證網絡平穩運行方面做得更好。

2018年2月,阿希鏈推出了《阿希社區101受託人倡議書》。其內容主要包括:阿希的101受託人計劃具有開放性,任何阿希鏈的投資人都可以註冊成為受託人,但只有得票率在前101名才可以進行區塊鍛造;101受託人是阿希DPOS機制的核心,受託人可以享受阿希幣獎勵,同時需要承擔社區發展責任,不貢獻、不作為的節點會被社區淘汰等內容。

在幾個月的實踐中,阿希社區發現上述機制存在一些不足。如受託人缺乏門檻,其行為利益與社區利益相關程度不高,容易產生道德風險,導致部分受託人缺乏責任和擔當;缺乏足夠強的監督和約束機制,受託人可能出現損害阿希鏈長遠發展的行為。101受託人提供的服務具有公共產品性質的特點,其行為的外部性非常強,必須通過成本約束和收益約束進行平衡,通過嚴格的篩選淘汰機制,避免道德風險出現,危害阿希鏈和整個社區長期發展。

因此,在2018年4月,阿希社區又進行了一次改革調整。提高101受託人門檻,需要持有一定數量阿希幣才能成為101受託人,同時,強烈號召受託人進行述職,貢獻透明化等等。

2018年5月底,阿希鏈舉辦了跨鏈技術發佈會。會上,阿希鏈CEO單青峰公佈了接下來一年阿希鏈的規劃和目標,其中不乏社區治理相關內容,如升級共識及鏈上分紅機制、開發鏈上社區任務預算系統、發佈ASCH開發者服務平臺V1.0等等。

單青峰表示,阿希鏈在共識方面,對於有爭議性但沒有明顯對錯的話題,會盡量通過技術鏈上的治理系統來解決,比如將來鏈上很多參數設置,如手續費、盈利模式等,都會通過鏈上治理系統來平滑的進行升級。對於軟件的缺陷、系統的漏洞,則會第一時間在鏈下達成共識,通過硬分叉和軟分叉的方式,儘快地解決這些漏洞。

儘管阿希鏈的101受託人機制還未取得圓滿成功,但我們能看到阿希鏈正在一步步實踐DPOS共識機制,發現問題解決問題,獲得寶貴的經驗,相信這樣有價值的實踐活動會讓阿希鏈在DPOS共識機制優化方面獲得更快地發展。

只要阿希團隊繼續保持這種開放精神和實踐精神,注重阿希鏈短期與長期利益之間的平衡,注重社區的民主權利和集中帶來的高效率之間的平衡,我們可以預見,在不遠的將來,阿希鏈將成為一個偉大的、對社會和全人類有意義的應用生態系統。


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