作為比特幣的底層技術,區塊鏈解決的一個核心問題是雙花問題,即它需要讓分布式節點達成一個統一的認可,這需要一定的方式確定哪些節點是合法的存在,哪些是不合法的存在,由此也就需要共識機制的加入。
可以這樣理解,共識機制的重要性在于其構造了一種無信任的合作方式,即便是系統內參與者誰都不存在信任,但仍舊可以基于統一的共識協作完成任務。
以比特幣為例來理解,中本聰在比特幣的白皮書寫到運行比特幣網絡的步驟:
1、新的交易向全網進行廣播;
Ark Invest高管:美國“傷害”比特幣是以損害長期利益為代價:金色財經報道,Ark Invest首席未來學家Brett Winton在X平臺(原Twitter)表示,美國試圖傷害比特幣,是以犧牲美國的長期戰略利益為代價的。他說:“因為比特幣威脅到美元體系的霸主地位而試圖殺死它,就像因為它威脅到英語的霸主地位而試圖殺死語言翻譯技術一樣”。
金色財經此前報道,美國證券交易委員會已將貝萊德、富達、Bitwise、VanEck、WisdomTree、Invesco和Valkyrie等資產管理公司對現貨比特幣ETF申請的決定推遲到10月份。[2023/9/6 13:20:09]
2、每一個節點都將收到的交易信息納入一個區塊中;
Injective上DEX Helix推出Helix Institutional:金色財經報道,基于Injective的去中心化訂單簿交易所Helix今天宣布推出Helix Institutional,支持在經過許可、支持KYC的環境中進行DeFi衍生產品交易。
Helix Institutional將與其他Web3合作伙伴一起推出,包括但不限于Pyth、IMC Trading、Anti Capital和Wormhole。[2023/8/29 13:04:27]
3、每個節點都嘗試在自己的區塊中找到一個具有足夠難度的工作量證明;
截至2022年底Binance在五大洲14個國家/地區獲得注冊許可或執照:12月29日消息,截至 2022 年底,Binance 在五大洲的 14 個國家或地區獲得了注冊許可或執照,這些國家/地區包括哥倫比亞、阿布扎比、巴林、迪拜、南非、法國、意大利、西班牙、波蘭、立陶宛、塞浦路斯、哈薩克斯坦、澳大利亞和新西蘭。2022 年,Binance 的合規團隊也從 500 人擴大至 750 人。
未來一年,Binance 將繼續和全球監管機構、政策制定者協作,確保符合所有現行要求,并推動加密資產監管政策合理化,在保護用戶的同時創造一個有利于金融創新的環境。[2022/12/29 22:14:51]
4、當一個節點找到了一個工作量證明,它就向全網進行廣播;
5、當且僅當包含在該區塊中的所有交易都是有效的且之前未存在過的,其他節點才認同該區塊的有效性;
6、其他節點表示他們接受該區塊,而接受的方法則是跟隨在該區塊的末尾,制造新的區塊以延長該鏈條,并將該區塊的隨機散列視為新區快的隨機散列值。
也就是說,當交易發生的一刻,比特幣的交易數據就被蓋上了時間戳,而當這筆交易數據被打包到一個區塊中后,就算完成了一次確認,連續6次確認之后,交易不可逆轉。在比特幣中,每一次確認都需要解決一個復雜的難題,因此每一次確認都需要時間。所以當A試圖將一筆資金進行兩次支付交易時候,由于確認時間較長,不可能同時得到確認,由此抑制雙花問題的存在。
共識機制的加入,抑制“雙花問題”,更長遠而言,讓區塊鏈的工作得以有效的進行,解決運行中會出現的攻擊、作弊、延時、一致性、最終確定性等等問題。
但有個問題是,中本聰提出的PoW機制,即比特幣在區塊生成的過程中使用了PoW機制。通過一種易于校驗的計算,看網絡中哪一個節點率先找到隨機數,通過校驗,就可以產生區塊,廣播獲得節點認可之后就形成了區塊鏈。如果A要發動雙花攻擊,進行交易1后并發送廣播,網上其他節點都記錄了這筆交易,但要生成6個區塊后才能真正確定這筆交易已經成功。在交易1廣播后,A卻在自己的區塊鏈記錄了交易2,重復利用交易1的幣。如果A掌握超過51%的算力,那么A可以很大幾率的挖出之后的6個區塊之后,然后再次廣播,此時交易2會被判定為成功,而交易1則失敗。也就是一筆錢花2次,但是交易1的收錢者最終并沒有收到錢,蒙受損失,這就是所謂的雙花攻擊。當然,如果算力不夠51%,也可以發動雙花攻擊,也有成功的可能。只是算力越低,發動雙花攻擊成功的幾率會越越小。這也是PoW算力集中的問題之一。
區別于PoW,PoS共識機制要求節點提供擁有一定數量的代幣證明來獲取競爭區塊鏈記賬權的一種分布式共識機制,但同樣也有不完善的地方。總體而言,目前主流的共識算法包括PoW、PoS、BFT等,混合共識更如雨后春筍般出現,有一些在主流基礎上演變而來的共識算法,諸如PoA、PoI、DPoS、PBFT等。
而哪些共識機制能真正擔起區塊鏈大規模應用落地的使命,或許時間會給到答案。
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