安全和隐私

SBFT是一个私人网络，将保密性作为网络最高级别的任务。平台被设计成面向敏感信息，但同时拥有一些限制。这也是为什么系统有三个技术特征：

一次性使用地址

当一个用户每次想要用TA的钱包接收一些资产时，他们将被授予一次性使用地址。每一个地址都不同，这样可以防止任何用户去拦截交易。

零知识证明

零知识证明被用于隐藏交易的所有内容。然而，整个网络依旧能够被验证其真实性。这个通过零知识证明——只有接收者和发送者可以看到交易内容——可以完成。

元数据加密

交易的元数据被加密，以进一步保证其安全性。网络允许通过密钥来验证其真实性。然而，为了达到更好地保护效果，密钥将2－3天内进行改变。

同时，所有元数据被分隔存放在数据网络中的不同地方。因此，如果其中一个数据被黑客攻击，其他可以使用其他密钥来生成更多的密钥。管理和每隔几天进行流转这些密钥对于保证共识机制的真实性来说，非常有必要。

链，一个用SBFT去验证网络中的交易的区块链平台。除此之外，还使用HSM来提供工业级别的安全性，而不需要对单点失效进行处理，就能提供额外的安全保障。 Delegated Byzantine Fault Tolerance （dBFT） 委托拜占庭容错

工作量证明和权益证明是运用最广泛的共识机制。许多区块链生态系统都采用者两种共识机制，但有些项目尝试使用更新型更先进的共识机制系统，NEO就是这样的代表。

过去的12个月里，经历了疯狂的增长，NEO现在已经成为业务炙手可热的项目。中国品牌显现出其潜力。为什么这么说？因为他们是这个先进的共识机制的发明者——委托拜占庭容错。

一个热门的区块链项目：NEO

这是目前行业中热门的项目之一，被称为“中国版以太坊”。NEO主要目标是创造一个智能经济体系，在那里你可以低成本地进行数字资产交易。

NEO采用委托拜占庭容错来验证交易。如果你拥有NEO代币，你将生产GAS——平台主要的流通货币。你将为你的每一笔交易付出一定量的手续费，即GAS。也就是说，你拥有的NEO越多，你获得的GAS越多。

然而，这个份额与POS有点不一样。许多交易所提供一个撮合系统，然而，最好是使用NEO的官方钱包，而不是其他的存储钱包。

在我们开始分析dBFT前，你要知道dBFT的元机制——拜占庭容错共识机制——的主要缺陷。

拜占庭将军问题的缺陷

当我们见证任何投票以及结果的时候，系统的一个主要缺陷将出现。以下的例子将帮助你更好地理解。

你已经知道遵循dBFT共识机制的节点都像军队的展示一样。军队中的节点都有只有一个将军，通常他们听从将军的命令。现在想象一下，拜占庭军队计划攻占罗马，假设拜占庭军队有9位将军，他们包围了罗马城，准备攻打。将军们只有执行统一的一个战术——进攻或撤退——才能成功拿下罗马。

这就是问题所在。将军们都各怀心事——只有超过半数同意的策略他们才会遵循。这里有另外一个假设，将军们是不会坐在一张桌子上进行商讨决策的，他们分布在不同的地点，使用信使来传递信息。

4大威胁

4种情况可能帮助罗马人维持他们的统治：

罗马人可以贿赂将军来获得他们的支持，接受贿赂的将军被称为“叛变的将军”。

其中一位将军可能采取了错误的决策，被称为“行动错误的将军”。

罗马人可以贿赂信使，让信使传达错误信息，来误导其他将军的决策。

罗马人可以杀掉信使，直接破坏将军们的通信网络。

所以拜占庭容错有4个突出的缺陷，导致不完美的共识机制。

委托拜占庭容错如何改变这种局面？

NEO为我们展示了拜占庭容错问题的一个更好的解决方式。我们来看看令NEO自豪的dBFT。dBFT主要用以下两种方式解决现有问题——更好的扩展性，以及更强的性能。

代言人和代理者

我们用另外一个例子说明dBFT。假设拜占庭军队中有一个竞选出的领导者，而不是官僚做派的将军。这个被选出的领导者将扮演军队品牌的代理者。

你可能认为将军们可能被这些民选出的代理者所替代。甚至军队的其他成员可以反对这些代理者，然后再重新选举。官僚做派的将军有劣势，以及没有将军能够贿赂整个队伍，因此罗马人无法直接贿赂将军来实现他们的目的。

在dBFT中，被选出来的代理者可以追踪每一个节点的决策。一个去中心化账本可以标记所有节点的所有决策。

节点同时可以选出代言人来向代理者表达他们的共识和统一的想法。为了通过一项新政策，代言人可以向代理者传达节点的诉求，并且获得至少2／3的代理者同意。否则，这项提案将不被通过。

如果一项提案没有获得2／3代理者的支持， 将被拒绝，同时一项新提案将被提出，直到达成共识。这个过程保证了整个军队不受到叛变将军以及被贿赂将军的破坏。

不诚实的代言人

还有两种情况会损害dBFT共识机制的正直——不诚实的代言人，和不诚实的代理者。

dBFT共识机制也给出了解决方案。

正如前文所述，账本将节点所有的决策都记录保存在一个地方。代理者可以验证代言人的说法是否代表所有节点。如果账本不接受代言人的提案，66％的代理者将拒绝代言人的提案，并且将代言人拉黑。

不诚实的代理者

第二种情况是不诚实的代理者，被贿赂的代理者。在这里，诚实的代理者和诚实的代言人将会努力获得2／3大多数，来消除不诚实代理者的影响。

所以，你能够看到dBFT是如何克服拜占庭将军问题和BFT共识机制的缺陷的。当然，NEO值得获得全世界的赞誉，因为它们努力地创造出一个更加优秀的共识机制。

Directed Acyclic Graphs （DAG） 有向非循环图

大家都认为比特币是区块链1．0的代表，以太坊是区块链2．0的代表。但我们看到市场中有更加先进技术的出现。

有些人认为DAG是区块链3．0的代表，同时很多项目也争做成为区块链3．0。例如，NXT将是这场DAG应用竞争中领先的项目，除了NXT，IOTA和 IoT链也是采用DAG的。

DAG是如何工作的？

你可能认为DAG是一种共识机制，但实际上DAG是一种数据结构。当大多数区块链被认为是由包含数据的区块组成的一条链，DAG是数据拓扑排序的无缝隙图，可以便利地处理数据如数据传输、数据路由、数据压缩。

工作量证明机制需要10分钟生成新区块。是的，POW就是行动极其缓慢的人。DAG采用侧链而不是仅仅在单链上工作。侧链允许不同的交易独立在多条链上发生。这减少了创造和验证区块的时间。实际上，它减少了对区块的需要。挖矿需要消耗大量的时间和能源。

这里，所有的交易都是被安排罗列到一定序列中，系统是非循环的，意味着找到父节点的几率为0，因为这是呈树状的节点，而不是呈回路的节点。DAG给世界展示了没有区块的区块链的可能。

DAG的基本概念

没有双花

传统的区块链一次性挖矿一个区块。存在这种可能性：多于一个矿工去验证节点。这个将会带来双花的可能性。甚至这种情形会导致软或者硬分叉。DAG基于之前转账的数量，验证一个特殊的交易。这将会使区块链系统更加安全和更具鲁棒性。

更小的宽度

在其他共识机制下，交易节点是被加入整个网络中的，这导致系统变得非常庞大。而DAG将新交易与以往的交易图连接起来，这使得整个网络可以更加直接间接地验证某项交易。

更快以及更智能

由于DAG具有无区块的特性，它可以更快地处理交易。实际上，它让POW和POS的处理速度看起来像祖辈一样缓慢。

更加支持小额交易

不是每笔交易都会进行数百万美元的转账的，实际上，小额支付更为常见。但是比特币和以太坊的转账手续费看起来对小额支付转账并不友好。另外，因为非常低的交易费，让DAG完美地适应小额交易。Chapter－7：其他共识机制

Proof－of－Activity 活动量证明

当人们争论是POW还是POS更好的时候，莱特币的发明人和另外三位从业者则在尝试更为聪明的想法。他们提出一个简单的问题：为什么不将POW和POS放在一块儿，让他们相互竞争呢？

因此，这个吸引人的混合体诞生了——活动量证明。它结合了两大最好的特性，能够更安全地面对攻击，同时也不是一个消耗大量资源的系统。

活动量证明是如何工作的？

在POA区块链共识协议中，挖矿部分就是像POW一样开始，矿工解决一个难题就能够获得奖励。POA跟POW最大的不同？在POW中，矿工会在一项完整交易后进行挖矿。

而在POA中，矿工只是对区块模板进行挖矿。区块模板包括两项内容：顶端的信息，以及矿工的奖励地址。

一旦矿工开始对区块模板进行挖矿，系统就转向POS。区块中的顶端信息将随机发送给一个利益相关者，然后他们将验证这些预挖的区块。越多堆栈（stack）被验证者获取，他们成为区块的可能性就会增加。经过验证，这个区块进入区块链。

这就是POA如何运用最优秀的两个共识机制来验证区块以及往链上添加区块。同时，系统将用一定量的手续费对矿工和验证者进行奖励。因此系统能够对抗“公有地悲剧”，以及为区块链验证创造一个更好的解决方法。

POA的影响

区块链面临最大的威胁之一是51％攻击。POA将51％攻击的可能性降到几乎为0。它使得无论矿工还是验证者都无法成为大多数，从而往网络中增加区块需要双方平等的努力。

尽管有批评说POA存在一些缺陷，第一是挖矿导致的大量能源消耗，第二是POA没有办法解决验证者双重签名问题。这两大问题严重地限制POA的使用。

有两个采用POA的热门区块链项目——Decred和Espers。但是他们两者有很多不同，实际上，Decred被认为要比Espers运行得更加成功。

Proof－of－Importance 重要性证明

POI最有代表性的项目是NEM，POI是POS的延伸。同时，NEM还采用一个新机制——捕获（harvesting）或等待行权（vesting）。

捕获机制决定一个节点是否被加入区块链中，你在一个节点中捕获越多，它被加入链的几率越大。捕获机制的回报是，节点可以在验证者验证后，获得交易手续费。你的账户需要有至少10，000XEM，才有资格进行捕获。

这解决了POS的主要问题，POS中，相比验证只能获得很少回报，越富有的人获得的回报越多。例如，如果你拥有20％的加密货币，你可以对网络中20％的区块进行挖矿。这将导致共识机制对富人更加有利。

POI重要的特征

等待行权

这个共识机制最令人关注的特点是「等待行权」或「捕获」。如前所述，首先你必须拥有至少10，000加密货币，才有资格参与捕获。你POI的得分将取决于你捕获的数量，同时，共识机制会把你拥有加密货币的时间点加以考虑。

交易合作伙伴关系

在POI中，如果你与其他NEM持币者进行交易，将会获得回报。系统将认为你们是合作伙伴关系，但是如果你们计划伪造合作伙伴关系，系统将识别出。

得分系统

交易将影响你的POI得分，得分将基于30天内你进行的交易。交易越频繁、交易累计金额越多，你在NEM网络中的得分越多。

Proof－of－Capacity 容量证明

POC是POW的升级版，最重要的特点是“标记（plotting）”。在你开始挖矿前，你可以贡献你的算力或者硬盘存储资源。

这使得整个系统比POW更加快速，POC仅需在数分钟内生成新区块，而POW需要10分钟。而且POC尝试解决POW的哈希问题。你的计算机拥有越多解决方案或标记，你赢得挖矿竞争的几率越高。

POC是如何工作的？

为了理解POC的本质，你需要抓住两个概念——标记（plotting）和挖矿（mining）。

通过标记你计算机中的硬盘，你就创造了一个随机数（nonce）。POC的随机数与比特币的随机数有点不一样，你需要将你的ID和数据做“哈希”（散列，或预映射），直到你接出这些随机数。每一个随机数都附带有8，192个哈希值，这些附带数被称为“小铲”，每一个ID最多会有 4，095个“小铲”。

另外一个概念是硬盘“挖矿”，如前所述，你会一次性收到0到4，095个“小铲”，然后将其存储在你的硬盘当中。你将被设定解出随机数的最短时限，这个时限就是创造区块的时间。

如果你能够比其他矿工更早地解出随机数，你将获得一个区块作为奖励。POC的一个典型项目就是Burst。

POC的优点和缺点

硬盘挖矿比一般的POW挖矿要节省能源，你不需要像昂贵的比特币挖矿一样投入大量金钱。你家庭电脑中的硬盘就足以开启POC挖矿。

但事实上，POC有一些致命的缺点。首先，这种机制会造成大量多余的硬盘空间，系统会倾向那些拥有更大存储量的矿工，这对去中心化是个威胁。黑客将开发系统，以及令系统感染上恶意挖矿软件。

Proof－of－Burn 燃烧证明

这个共识序列是令人印象深刻的。为了保护POW加密货币，一部分的加密货币将被烧毁！当矿工将一部分加密货币发送到“食客地址（Eater Address）”的时候，这个过程就会发生。

“食客地址”不能以任何理由花费上面的加密货币，有一个账本会持续追踪被烧毁的加密货币，来保证它们确实没有被花费。烧毁加密货币的用户将会得到一定报酬。

虽然燃烧是一种损失，但是损失是暂时的，因为这个机制将长期保护加密货币不受到黑客攻击。而且，燃烧机制将增加其余加密货币的价值权益。

这种机制增加了矿工开挖下一个区块的机会，同时增加他们未来的收益，所以，燃烧被认为是挖矿特权。对手就是一个加密货币的共识案例——运用这个区块链共识协议。

食客地址

为了然后加密货币，用户将其加密货币发送到食客地址。食客地址没有任何私钥，因此没有人能够进入这个地址，去花费上面的加密货币。同时，这些食客地址是随机生成的。

虽然这么加密货币无法追踪或者“永远消失”，但他们仍然被视为是合适的供给，以及被标记成被烧毁。

POB算法的利与弊

燃烧这些加密货币的初衷是为了增加稳定性。我们知道长期玩家是倾向长期持有加密货币以获得收益的。

系统通过为他们提供更加稳定的加密货币以及长期保障来支持这些长期投资者。同时，这也会增强去中心化以及创造一个更好的分布式网络。

但是无论从哪个角度看，燃烧意味着浪费。即使某些食客地址有超过价值100，000美元的比特币，但是也无法恢复，因为它们被烧毁了。

Proof－of－Weight 重量证明

重量证明是我们最后介绍的共识机制，它是POS共识机制的一次重大升级。在POS中，你拥有的代币越多，你将有机会发现更多，这导致了整个系统有失偏颇。

重量证明试图解决POS的偏颇问题。Algorand， Filecoin， Chia都采用了重量证明。重量证明考虑其他因素，而不是POS中拥有更多代币。

这些因素被成为“权重因素”，例如，Filecoin认为拥有的IPFS数据的数量为权重因素，其他因素包括但不限于时空证明和复制证明。

这种系统核心的优势包括定制化和扩展性，虽然激励性可能成为这种共识机制的一大挑战。 共识机制的比较

Chapter－8： 结论

是共识机制让区块链网络变得全面，当然，没有任何一种共识机制堪称完美，但是技术的美妙之处就是不断地改变以及完善。

如果没有这些其他的共识机制，我们可能仍然依赖POW，不管你喜欢与否，POW一定程度上威胁了去中心化以及区块链分布式的特性。

区块链技术的基础就是去中心化，是对抗君主政治的反抗，是普罗大众对腐化错误系统的终结。我们强烈期待，更好的共识机制的出现，改变我们的生活，创造更好的未来。

作者：Hasib Anwar