區塊鏈共識機制:金融與技術結合下的靈魂

對於區塊鏈,肯定很多人都有耳聞,但具體是什麼,幹什麼用的,除了行業內的人,卻很少有人能搞得懂。

為啥?

因為區塊鏈不僅僅代表著技術,同時它還蘊含著金融概念。單從技術角度來看,這是一個犧牲一致性效率且保證最終一致性的的分佈式的數據庫;而從經濟學角度來看,一個權力分散且完全自治的系統,恰恰滿足了共享經濟的一個必須要求——低成本的可信任環境。

可以這麼說,區塊鏈更像是一門交叉學科,結合了P2P網絡技術、非對稱加密技術、宏觀經濟學、經濟學博弈等等知識,構建的一個針對價值互聯網探索的新型領域。

區塊鏈本質是啥?為何區塊鏈仍停留在炒幣階段?

區塊鏈共識機制:金融與技術結合下的靈魂

區塊鏈的本質是由分佈式存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法、智能合約等技術組合構成的技術體系。所以,其本質是一套技術體系。

但是區塊鏈的產生,是因為其能夠構建一個去中心化或者弱中心化的共識生態,在數據的防篡改、可追溯及可信任的傳輸機制下,實現價值的存儲及量化流通。其核心價值是解決信任問題,區塊鏈技術體系的核心意義在於實現價值的可信流通。

因此,單單站在工程師的角度上看,將新概念映射到自己的知識框架中,這是無可厚非的,但是過多的重視技術卻往往偏離了區塊鏈產生意義所在。

區塊鏈發展已經10餘年了,雖然過程是百花爭鳴,但是相比同時期產生的大數據、人工智能等等相繼開始大規模運用來說,區塊鏈好像依舊停留在炒幣階段,何解?

原因在我看來,就是共識機制尚不能很好的解決區塊鏈技術中所產生的信任問題,從而使得價值難以更好的流通。

共識機制是什麼?

如果說共識是區塊鏈的基礎,那共識機制就是區塊鏈的靈魂。

由於區塊鏈底層架構是建立在點對點網絡下,必然導致其速度方面存在較高的延遲,也就導致了各個節點所觀察到的事務先後順序不可能完全一致。

為了解決這個問題,區塊鏈系統設計出一種機制對在差不多時間內發生的事務的先後順序進行共識。這種對一個時間窗口內的事務的先後順序達成共識的算法被稱為“共識機制”。

需要指明的是,沒有一種共識機制是完美無缺的,各共識機制都有其優缺點,有些共識機制甚至只是為解決一些特定的問題而生。

在共識機制的選擇上,通常是依據其去中心化程度,如公有鏈一般採用POWPOSDPOS等形式或及其變種,而在聯盟鏈上,更多的是採用拜占庭容錯機制或及其變種。

下面我們簡單瞭解一下三大主流共識機制 (公有鏈、開源)

比特幣 Bitcoin

以太坊 Ethereum/經典以太坊 Ethereum Classic

柚子 EOS

對於這三種公鏈,業內將其分別視為區塊鏈1.0、2.0、3.0代表,所以以這三個為基礎,基本上可以大致瞭解區塊鏈公鏈共識架構了。

區塊鏈共識機制:金融與技術結合下的靈魂

區塊鏈共識機制:金融與技術結合下的靈魂

另外,從生態上來看,比特幣是最為成熟穩定的,以太坊更像是一個衝在前面的勇士,EOS雖然在生態上暫時仍無法與前兩者相比,但從創新的角度,卻並不亞於前兩位。

但是無論上述哪種設計,都要從P2P網絡協議作為切入,這是由區塊鏈特質決定的,而作為一個P2P錢包,既要提供Service也要提供Client,作為Service依賴P2P網絡協議,作為Client依賴Json-RPC。

因此,在賬戶模型上,三者的選擇也各有所不同,其中比特幣使用UXTO模型,以太坊和EOS使用賬戶餘額模型。這是由其針對的業務場景所決定的。

UXTO模型(Unspent Transaction Outputs (UTXOs) ):此模型表達了一種轉移的概念,即任何產生的新幣,在以後的生命週期中,只有轉移,沒有消亡,轉移實質上是由加密算法的簽名與驗證控制的;

賬戶餘額模型:賬戶餘額模型摒棄了這種強驗證的賬戶模型,即賬戶餘額迴歸到數字加減,這樣做提升了交易的效率。

共識機制:區塊鏈發展的靈魂所在

區塊鏈共識機制:金融與技術結合下的靈魂

現階段所謂的區塊鏈共識過程,其實指就是如何將全網交易數據客觀記錄並且不可篡改的過程。目前,在公有鏈基礎上的主流共識算法,比特幣採用的是工作量證明PoW(Proof of Work),以太坊將其轉換為權益證明PoS(Proof of Stake),EOS使用授權權益證明DPoS(Delegated Proof of Stake)。

而這些算法可以稱之為 “經濟學”的算法,不簡單的是因為其承載信息是有價值的,同時還是因為這些算法讓作弊成本可計算,並且讓作弊成本往往遠大於作弊帶來的收益,即作弊無利可圖,通過這種思想構造一個用於節點之間博弈的算法,並使之趨向一個穩定的平衡。

對於未來,由於聯盟行業鏈其半封閉半開放特性,使用Delegated Proof of XXX 是可行的,可以考慮以傳統一致性算法作為基礎加入拜占庭容錯/安全防護機制進行改進也是可以的。

由此形成以公有鏈提供可信可靠的價值傳輸網絡,上面可以繼續組建去中心化應用(DAPP)或者部署聯盟鏈,甚至傳統數據庫都行,在上層搭建C端應用。

實現共識模塊可插拔,以應對不同場景下的要求。


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