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共識機制大解密(下)-POI, POB, RPCA, SCP


(Photo by Pietro Jeng on Unsplash

繼上次文章提到的【共識機制大解密(上), POW, POS及DPOS】,也就是最常見的工作量證明(PoW)、權益證明(PoS)以及股份授權證明機制(DPoS)之後,再來為大家介紹,區塊鏈技術究竟還有哪些不同模式的權益證明。

隨著不同企業爭相恐後進入區塊鏈這個領域,更有許多新的共識機制被開發出來,針對不同的領域或是不同機制的優缺點去做調整,就好比原本採用工作量證明的ETH分叉成ETC(以太經典,依舊採用PoW)以及新版ETH將共識機制轉換成casper(PoW混合PoS),究竟哪一個共識機制更加完善或是最適合不同的鏈去做開發,我相信隨著市場的演進,戰況也會更加地白熱化。

這次首先要介紹的是PoI(重要性證明)、PoB(燒毀證明)、RPCA(瑞波協議共識演算法)、SCP(恆星共識協議) 。

POI(Proof of Importance,重要性證明)引用項目:NEM

重要性證明通過考慮用戶在分配批准交易任務時進行的交易數量來擴展股權證明。

POI的機制對每個節點而言更為友善,挖礦方式也更加均勻,只要像整個組織證明自己的重要性就能夠獲得區塊的獎勵,決定的因素不再和PoW或PoS一樣依靠資本(礦機、資源、夠多的股份)維持自己的挖礦能力,便無須特別的挖礦硬件,運行上更加的省電與環保。

顯而易見地,PoI可以解決比特幣生態中的大量資源浪費和礦機等級之間的競爭問題。還可使有錢的大戶不再像以前一樣或許能主宰整個系統,它更看中的是每個用戶的交易量、活躍度,以及交易對象。

如此一來可以去除其他在PoS機制底下運作的組織所產生的弊端,不會造成富者更富的惡性循環。 重要性證明機制算法目前最有名的應用是NEM(新經濟運動),而他們發行的加密貨幣則是XEM。

NEM所使用的PoI機制,就好像一個信譽評分系統,每個用戶的信譽分數(重要性)取決於他擁有多少數量的貨幣和他的交易量。NEM將虛擬貨幣交易量視為支持網路的因素之一,如此一來可以提升用戶交易的積極度。

隨著用戶的重要性得分越來越高,獲得記賬獎勵的機會也隨著越高。更高的信用分數,意味著網絡更信任你,這會讓你能夠驗證更多的交易,獲取更多的獎勵。

PoB(Proof of Burn,燒毀證明)引用項目:XCP

PoB是一種替代PoW以及PoS的機制,用戶通過將加密貨幣發送至一個無法使用的地址達到焚毀這些加密貨幣的目的,透過此過程表示自己願意為了長期投資而承受短期的損失,以及獲得在某個隨機選擇程序系統上進行挖礦的終生特權。

 

根據PoB的運作方式,礦工可以燃燒本地社區的貨幣或者某種通用的加密貨幣,如比特幣。你燃燒的幣越多,你被選中挖掘下一個區塊(成為礦工)的機率就越高。

 

隨著時間的推移,在系統上的份額就會逐漸減少,用戶需要透過燃燒更多的幣增加被選中的機率。(有點類似比特幣的挖礦流程,礦工們必須持續地買進效能更高的礦機來保持自己的算力。)儘管PoB是PoW的一種替代選擇,這種機制仍存在著爭議,許多人認為這將造成了很多不必要的資源浪費。另一種批評則是挖礦權將只會被那些願意燃燒更多資金的人所掌控(好比存在於Pow與PoS機制下的大戶,會造成壟斷的現象)。

應用於此機制的項目為合約幣(XCP),用戶透過銷毀比特幣獲得生成新區塊的權利,不過每個用戶有著銷毀上限1BTC的限制,如此便能控制XCP在整個生態的分配,達成去中心化的目的,而這些過程也會一併公開在BTC的網絡上。

 

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瑞波協議共識演算法(The Ripple Protocol Consensus Algorithm ,RPCA)  引用項目:XRP

RPCA是應用於瑞波幣中的協議,與大多數加密貨幣的最大區別為:RPCA是一種獨特的演算法,不需要像比特幣中的PoW一樣付出許多時間及精力。瑞波協議共識演算法使得一組節點能夠基於特殊信任節點達成共識。

在瑞波網路中,每個服務節點都會維護一個信任節點列表(Unique Node List , UNL)且認為信任列表中的節點不會聯合起來作弊。

在共識過程中,各個需要共識的交易只需要接受來自信任節點列表中節點的投票,只要超過一定閾值(80%)就能達成共識,作為最後記在帳本上的交易,稱為最後關閉帳本(Last Closed Ledger),更新成最新狀態。

同時,RPCA也大幅降低整個網絡在進行交易所使用的電量,相較於BTC,節省了許多能源,每隔幾秒能應用到所用的節點,是一種相對十分高效的協議,維護著整個網絡的有效性和一致性。一但在整個社群中達成共識,當前的賬本便會記錄在此之前的所有交易信息,再關閉成為最後的賬本,如此一來得以在幾分鐘內與整個網絡的資訊同步,不需再花費數小時下載和重新處理完整的交易紀錄。

而RPCA的優勢在於產生區塊的效率,通過特殊節點(信任節點)的投票,在短時間內進行交易驗證和確認,形成一個高效網絡,這也是為什麼瑞波幣的交易速度快,這是有目共睹的。

而在這當中也存在著缺點:易於遭受攻擊,駭客可以透過偽造節點及大量的擴散,在某個時間點突然攻擊整個網路,此外,去中心化的程度也不如比特幣。

 

恆星共識協議(Stellar Consensus Protocol  , SCP) 引用項目:XLM

SCP是一個基於聯邦拜占庭協議(Federated Byzantine Agreement)之上的成果,為一種新的共識機制。它同時擁有四大關鍵屬性:去中心控制、低延遲、彈性信任、漸進安全。

 

與任何其他拜占庭協議一樣,SCP具有快速處理事務的能力,因並非通過所有節點驗證,而是透過較小的子節點網路驗證。 區別在於不是每個節點選擇自己的可信節點列表,而是任何節點都可以在符合規則的情況下相互加入。

 

SCP強調維護網絡的安全性(實現共識和識別不良行為節點的能力)和活躍性(能夠在不被不良行為阻塞的情況下添加新價值)的功能。換句話說,SCP不需要交易得到網絡中所有節點的批准。但不是用戶選擇節點,而是信任交易批准這件事,任何節點都可以相互加入對方進行交易。 該協議提供的數學函數用於控制節點的有效性,而我認為厲害的在於漸進安全這個特點,其特點能讓整個網路根據實際情況進行調整,以防禦擁有強大算力的不肖攻擊者。

 

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About Alvin

來自台灣,2018曾到香港中文大學交換,喜歡研究不同領域的區塊鏈項目,希望透過文章推動區塊鏈白話文運動,透過不同的主題將最新的資訊分享給大家。

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