//什麼是共識//
共識字面解釋為共同的認識,指一個社會不同階層、不同利益的人所追求的共同認識、價值、理想,而在區塊鏈的世界裡共識更多的是指共識機制。
在現實生活中,我們幾乎每天都在達成各種共識。
其中開會就是一個典型達成共識的例子,會議由老闆坐鎮,大家只要跟著老闆一起舉手,共識也就立刻達成了。
在中心化的世界裡始終有一個老闆,大家只要和老闆保持一致即可,但是當老闆不在時會議該如何進行呢?如果大家都各說各的,會議開一年可能也不會達成什麼共識。
那麼如何做到沒有老闆會照樣開?雖然沒有了老闆,但不能沒有規則,共識機制簡單理解它就是一套在沒有老闆情況下大家採用的規則。
沒有規矩不成方圓,規則在一個系統中始終是十分重要的。
共識機制作為區塊鏈的核心組成部分之一,它的出現確保了在沒有中央權威和實體的的情況下系統和網路依然能夠正常運轉。
經過多年的發展目前已經有了很多的共識機制,不過總體還是分為 PoW 系和 PoS 系兩大陣營。
PoW 工作量證明機制,比特幣使用的就是這種機制,透過礦工之間的算力角逐來達成共識保證網路安全。
PoS 權益證明,簡單來說就是要求使用者證明自己擁有一定數量的代幣所有權,權益即”算力“。
PoS 相比於 PoW 最主要的不同點就是 POS 產生區塊不依賴於算力,PoW 共識機制下產生區塊叫挖礦,而 PoS 共識機制下叫鑄幣。
//CKB採用什麼共識機制//
CKB選擇了 PoW 系,在比特幣的中本聰共識(Nakamoto Consensus,簡稱 NC)的基礎上做了一些改進。CKB的開發人員認為 NC 共識擁有簡單的設計和較低的通訊開銷等優點,但也有一些明顯的槽點,例如其交易處理吞吐量遠遠不能達到人們的需求,並且容易受到自私挖礦攻擊,攻擊者可以透過偏離協議規定的行為獲得額外的區塊獎勵。
經過一番改進後,在保持其優點的同時,提高了其效能極限和對自私挖礦的抵抗能力。透過識別並消除 NC 的區塊傳播延遲瓶頸,CKB 共識協議能夠在不犧牲安全性的前提下,支援非常短的區塊間隔。縮短的區塊間隔不僅可以增加吞吐量,還能夠降低交易確認延遲。CKB 的共識協議會在難度調節過程中計算所有有效區塊,所以這讓自私挖礦不再有利可圖。
首先為了使得共識演算法提高吞吐量安排了一個交警,設定固定的孤塊率作為調節目標,當孤塊率低時,目標難度會降低(提高出塊率);當孤塊率超過設定的閾值時,目標難度增加(降低出塊率)。這樣設定就像是上下班高峰期的十字路口安排一個交警指揮,根據網路的實際情況進行調節最大限度的提高吞吐量。
其次區塊傳播是所有區塊鏈網路的瓶頸。Nervos CKB 共識協議透過設計將交易確認修改為兩步交易確認機制來消除區塊傳播瓶頸,這就相當於提前報告。
一筆交易必須首先在區塊(或其中一個叔塊)的提出區域(Proposal Zone)中提出交易。如果交易在被提出後的一定時間內,出現在一個區塊的確認區域(Commitment Zone)中,則該交易就會被確認。這樣的設計消除了區塊傳播瓶頸,因為一個新塊的確認交易在被提出時就已經被所有節點接收和驗證。
有了交警,並且提前報告,這使得自私挖礦不再有利可圖。無論攻擊策略或持續時間如何,礦工都無法透過誠實挖礦和自私挖礦的任何組合來獲得不公平的回報。並且實際自私挖礦會因為攻擊的時間視窗有限,而在一定程度上被消除。
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為什麼採用POW共識機制
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為什麼選擇了 PoW 系,沒有選擇 PoS 系?這裡就不得不說PoW和PoS之爭了。
早在 2010 年 BM 就對中本聰發難,認為 POW 這種共識機制存在問題,需要改變比特幣的共識機制。然而中本聰這樣回覆他”If you don’t believe me or don’t get it,I don’t have time to try to convince you,sorry.“,大概意思就是不懂別逼逼沒功夫給你解釋。到了2011年,一位名為Quantum Mechanic的網友在著名比特幣社群 Bitcointalk 論壇首次提出 Proof of Stake 概念。後來 BM 成立 EOS,採用了 POS 共識機制的變種 DPoS 。
不過透過這些年的檢驗中本聰還是佔據了上風,PoS 系的幣種還沒有成功穿越牛熊市值依舊穩定的。
其中PoS系的共識機制最令人詬病的就是先發優勢和中心化。
PoS 系統中的出塊節點是根據所押金額,以確定的方式獲得獎勵,並且在之後對運營資本的要求非常低。隨著系統的發展,先發者的天然優勢就會增加。前期低價收購的大量代幣在後期確獲得極其豐富的回報,相當於躺贏,根本無法做到公平。
在 PoS 系統中,權力可能會集中在少數幾個領導手中。這樣的一個系統顯然是不健康的,通常在價格方面都會出現一個瘋狂的上漲後快速的回落,這就使得 PoS 的變種共識在設計時更多的考慮人性,雖然 PoW 系統也會有類似挖礦集中的問題,但是在 PoS 系統中保持權力優勢的成本會明顯更低。
此外,PoS 的驗證者具有一個特殊的權力:對驗證者集的控制。允許驗證者加入共識組的交易的接受權掌握在現有驗證者手中。透過交易審查和訂單操縱來影響驗證者集的行為將很難被發現,且難以懲罰。相反的,PoW 系統的共識參與是真正開放的,不受當前權力結構的制約。系統的早期參與者沒有得到好處。
就代幣經濟學而言,雖然人們相信領導人能夠吸引那些希望獲得收益的資本(從而增加對原生代幣的需求),但這並不全面。所有 PoS 專案最終將看到它們的質押率會穩定下來,進入和離開質押資本池的資本將大致相同。這種質押機制本身不會增加人們對原生代幣的需求。換句話說,儘管在專案初始階段(隨著質押率的上升),引入領導人為人們提供了對原生代幣的需求,但是僅使用領導人並不能提供對原生代幣的長期需求,因此它不能成為原生代幣的唯一內在價值。
其實通俗來講就是可能存在大V收割的情況,大V在專案剛開始低價收大量代幣,隨著專案的推進由於大V影響力人們紛紛湧入,但大V影響力並不能一直支撐幣價。
長期代幣持有者在 PoS 系統中有 3 個選擇:
1)管理基礎設施和執行自己的驗證節點以獲得新發行的代幣,2)把代幣委託給第三方,並信任第三方的誠實性和基礎設施,3)讓他們手中的代幣價值由於代幣的持續發行不斷稀釋。
然而對於長期的、以價值儲存為目標的代幣持有者來說,以上的三個選項沒有一個是特別具有吸引力的。
CKB的開發者認為,PoW 的無需許可參與的特性是作為全球經濟活動基礎設施的一項要求。底層公鏈的首要目標就是要確保區塊鏈儘可能去中心化、安全、中立。於是最終在其他專案都忙著研究各種PoS系共識的時候,堅定的選擇了PoW共識機制。