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觀點丨從區塊鏈應用落地看區塊鏈共識

1月18號20:00,BlockMania AMA直播第43期繼續進行,本期活動由著名技術社區Comunion主辦,BlockMania協辦,本期主題為「從區塊鏈應用落地看區塊鏈共識」,分享嘉賓為FileStorm創始人傅獻農,清華大學畢業,獲美國佐治亞州立大學計算機碩士學位,在美國 IT 行業工作二十年,有豐富的行業經驗。主要研究方向包括區塊鏈,大數據,人工智能,商業智能,和企業級軟件架構。

以下為本次AMA全程回顧

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區塊鏈共識是什么?

共識機制是區塊鏈的靈魂。就像一個國家的法律,維系著區塊鏈世界的正常運作。區塊鏈最早的共識是工作量證明(POW),比特幣和以太坊都是采用的工作量證明。

現在流行的一個趨勢是權益證明(POS)。以太坊2.0就會采用 POS 共識,還有最新的公鏈如 Tezos,Polkadot,Algorand 等等。

權益證明還包括委托權益證明(DPOS),代表公鏈有EOS。FileStorm 現在就是采用的 DPOS 共識,聯盟鏈就還有 PBFT, RBFT 等等共識。共識是區塊鏈的靈魂,是區塊鏈價值的基礎。

詳細介紹參見:

https://www.jianshu.com/p/2f29f3909b11

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為什么需要共識?

從技術上講,因為區塊鏈是去中心化的。所有參與的節點需要有一個共識,才能維護一條唯一的鏈。這個選擇唯一的鏈的方式,是一個規則,可以是大家競爭得到,也可以是投票得出。

這個規則,就是共識。所以也可以說,區塊鏈共識的目的是決定出塊權。

工作量證明的基本思想就是用算力來決定出塊權。如果你能第一個解出 POW 的計算難題,你就可以出塊。

在每一個時間點,大家都在算題,然后在差不多的時間里,大家把題算出來,再把計算結果發布出去。這其實就是一個投票的過程。發布的塊就是投的票。最后被選中的票,就是來自于那個最快算出結果的礦機。至于沒有發布塊的節點,相當于棄權了。

工作量證明的一個最大優點,就是所投的票和投票權是綁定的。而且一旦投票成功以后,即使是投票者本人也修改不了投票的內容。因為一般在出塊前,節點就已經打包好一個塊,然后才對這個塊做工作量證明,做完后馬上投出去。這個時候打包的塊已經沒有辦法修改了。所以工作量證明的安全性很有保障。

缺點就是延遲比較高,因為我們把交易打包到區塊以后,還要完成一個工作量證明,這個區塊才能稱為候選區塊。工作量證明的時間還不能設得特別短,否則容易分叉。

于是,至少從打包好區塊到做完區塊的工作量證明這一段時間內,交易是能被確認的。

POW 機制另一個被人詬病的點就是能耗特別高,不環保。因為哈希運算耗電。所以,要想讓區塊鏈支持大規模的商用,POW 需要改變。所以,就有了 POS。

跟 POW 不知道有多少礦機參與挖礦不同,POS 協議必須知道所有共識參與者的數量和它們的持幣量,然后去分配打包權和投票權。

所以 POS 的共識建立在大家經濟上對一條鏈的投入多少。在 POW 里面,打包權和投票權是一起的,但是在 POS 里,這兩者是可以分開的。

有區塊以前就知道誰有投票權了。拿到投票權以后,可以隨便地去投,這就意味著我可以選擇的策略空間更大,整個博弈會變得更復雜。

通常來說,策略空間大對于安全性是不好的,因為給攻擊者留出了更大的操作空間。這對鏈的安全性是有挑戰的,因為節點可以通過一票多投,或者放棄投票來做惡。

但是在 POS 系統中,節點做了質押,如果檢測到有參與者違反了 POS 共識的協議,可以對他們做出一些懲罰。委托權益證明 DPOS是 POS 的變種。

因為在去中心化機制中,我們需要選舉誰負責打包,誰負責投票。有時候為了效率,大家會先選出一個比較小的委員會,然后由他們負責投票。這樣的委員會通常是隨機選取的,而且為了公平性還要經常輪換。

或者還可以用代理權益證明的 DPOS 機制,選取相對固定的委員會負責打包和投票。這樣雖然損失一些去中心化程度,但是可以大大提高效率。

FileStorm就是用的 DPOS 機制,我們的節點協助我們推廣平臺,這也是為什么我們的平臺能發展得這么快。

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能不能再詳細的介紹一下當今區塊鏈比較流行的一些共識機制呢?

區塊鏈最早的共識是工作量證明,這個大家比較熟知。BTC,ETH,和很多2017年之前出來的公鏈絕大部分都是采用的工作量證明。

新的公鏈大多數采用 POS,所以,我這里主要介紹幾個 POS 的共識,主要了解他們的基本原理和各自的差異。

1、Tendermint

這是跨鏈平臺 Cosmos 采用的共識。可以做為了解 POS 的入門共識。Tendermint 每次由不固定的節點發布新塊,然后通過 PBFT 的方式讓其他所有節點對區塊進行投票驗證。超過2/3的贊同票就通過,而且是對區塊的終極確認,不像 POW 還要等好幾個塊。但缺點就是,如果投票通不過,就要一直等著。

2、Polkadot

波卡也是一個跨鏈的平臺,它的中繼鏈采用的是 Nominated Proof of Stake,既「提名權益證明」。參與者通過質押成為提名人,然后從提名人里選舉出驗證者,驗證者再負責出塊。

驗證者的數量可以控制,民主集中,這樣效率會高很多。NPOS 跟 DPOS 很像,都是選出少數被選中節點出塊,但是 DPOS 選出來的都是大財閥,需要做大量質押。NPOS 更民主,草根更容易參政,而且驗證者輪換也更頻繁。

3、Algorand

前面提到,POS 共識的一個本質問題就是出塊權由大家投票決定的,所以在出塊前大家就知道誰是出塊節點,這樣容易被攻擊;而出塊節點也可以選擇各種打包策略將自己的利益最大化。

那如果有一種機制,可以隨機的產生一個節點,這個隨機性是不可以被輕易預測到,但可以是大家很容易驗證的,那就可以采用這樣的方式來選舉出塊節點了。

Algorand 就找到了這樣一個產生隨機節點的方式。這種方法其實就跟 POW 的方式很接近了。大家都可以打包提交候選區塊,但最后不是看誰最快算出題,而是通過一個真隨機數,選出唯一的下一個出塊。

4、Casper

Casper是以太坊 2.0 將要采用的共識方式,Casper有了權益質押,有了投票機制,但現在還是一個 POW 和 POS 的混合體,將來要慢慢發展成一個完全的 POS 協議。

因為要對現有的基于 POW 的以太坊進行升級,它考慮更多的是鏈的可用性而非最終一致性。Casper出塊還是會通過 POW,然后再由 POS 節點投票。

投票的節點有點像是在賭博,可以隨便投任何塊,但是如果你沒有投中最后被選中的塊,會受到懲罰,所以最后大家都會趨向投最長的鏈上的一個塊。

5、FileCoin

這是我們分布式存儲行業里的一個明星項目,他采用了一種新的共識機制叫預期共識。這可以理解成一種新的 POW 或者 POS 模式,說它是 POW,因為他把算力挖礦改成了存儲挖礦,說他是 POS 是因為它給投票權的理由不是看 Staking 里的通證數,而是看你的有效存儲量。

其實每個項目的共識都很復雜,這里只是蜻蜓點水一樣的講一下。

從前面的分享中,大家可以看到,其實 POW,POS,包括 DPOS 都不完美,未來 FileStorm 將繼續研究一種理論上無懈可擊,又具有實用性的區塊鏈共識。

FileStorm 采用的 DPOS 共識,前期對我們的項目啟動幫助很大。但是未來我們希望能讓我們的項目走向更加去中心化的公鏈共識。同時實現多鏈架構,更好的支持更多的存儲應用。

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從區塊鏈應用落地看區塊鏈共識,能否談一下落地應用和共識的關系?

剛才一直談共識,為什么需要共識?因為區塊鏈改變的是人類的生產關系。以后沒有老板和員工了,不存在誰為誰打工,而是大家為了共同的目標一起奮斗。

但是每個人的訴求是不一樣的,為一件事愿意做的付出也是不一樣的,如果希望通過區塊鏈的激勵機制來實現利益的公平分配,大家就需要對區塊鏈高度認同,這個認同就是共識。

POW 通過算力投入實現共識,POS 通過資金投入鞏固共識,共識的價值通過通證來體現。共識越強,通證的價值就越高。但是,如果這個通證不能真正實現應用,那這個通證就是空氣幣,就遲早要歸零。

比特幣因為是世界上第一個區塊鏈的實現,共識強大,所以雖然它還沒有實現中本聰賦予它的成為點對點的電子支付系統這個使命,它依然有價值。它是加密貨幣的黃金。

但是以太坊的價值來自于它實現了智能合約。這個智能合約讓開發基于區塊鏈的應用成為可能。代幣發行,去中心化金融,都是它的應用。

FileStorm 的價值來自于發行的通證可以用來做存儲。用戶用通證購買存儲,礦工通過提供存儲服務來賺取通證,這就形成了一個經濟閉環。這個經濟閉環就能體現區塊鏈的價值。很遺憾的是,當今實現經濟閉環的區塊鏈應用很少,FileStorm 是為數不多的一個。

但是我們要樂觀的看問題。整個區塊鏈行業還很新。基于區塊鏈的應用占有的市場份額還很小,前途無量。使用我們存儲的用戶還遠遠不夠,我們的業務未來會成指數級增長。我們的通證價值也會不可估量。如何讓更多的用戶知道我們的應用,就需要更多的人幫我們去布道,去加強大家對 FileStorm 的共識。這也是每一個區塊鏈應用必須走的路。

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如何通過一個強大的共識來實現落地應用?FileStorm 是怎么做的?

如何打造一個強大的共識,我們認為有兩個重要點,一個是技術,一個是治理。

FileStorm 在共識機制上追求創新,就是從技術上優化我們的共識基礎。前面我們提到我們要打造我們民族自主創新的公鏈,走向世界。這不是一句口號,而是我們真正要在技術上跟國際知名的公鏈項目較勁。未來大家一定會看到我們逐步推出的,讓大家眼睛一亮的核心技術。

另外,區塊鏈項目一定要開源。這才是公鏈項目正確的打開方式。FileStorm有幾十個技術創新,github發布數百萬行代碼,也沒有申請一個專利。

優秀的區塊鏈項目都是開源的。

越開源越安全:比特幣因為開源,越來越難因為代碼漏洞被攻擊。越開源生態越大:以太坊開源,無數項目抄襲,但它得到的是全球最多的區塊鏈開發者為他服務。

在治理方面,未來區塊鏈在持續開發中的進化和升級能力,將成為它能否在它所控制的利益競爭中生存下來的關鍵因素。

所以,區塊鏈治理的根基,來自于這樣一個事實:一個區塊鏈系統有很多的涉眾,礦工,礦場主/節點,投資人,用戶和開發者。他們通過與區塊鏈交互獲得價值,成為利益相關者。

利益相關者一定是要維護自身利益的,而他們之間的利益是有差異的,從而他們一定會要讓區塊鏈為他們服務。

因此,如果要讓整個區塊鏈系統長期生存下去,就需要有相關的流程,來消除這些差異。創造和執行這個流程,就是治理。

我了解到 Comunion 就是看重了它在社群治理和社群協助這個領域的努力,我們的理想是一樣的,區塊鏈就應該這樣的方式發展。

有了強大的技術和強大的社區,應用落地就不是項目方一個人的事了,所有的參與者,都會為項目添磚加瓦,尋找落地機會。

區塊鏈發展到今天,有很多項目追求的東西太好高騖遠,談遠景,談高大上,但是不能在可預見的未來實現。這樣的項目就需要超乎想象的強大共識,或者國家和大投資機構的信任背書,才又機會存活下去。如果不接地氣,光吹牛,那很快就會玩完。

我們選擇存儲,因為這是跟每一個人的生活都息息相關的事情,每個人都可以是我們的用戶,每個人都能為我們做項目推廣。所以,我們選擇的賽道,非常接地氣,相當容易落地。

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能否談一下FileStorm 存儲技術的特點?

首先,FileStorm 結合自身的技術特點,提出如下幾條價值觀念,推出了一個「數據存儲的核心價值觀」。我們還在跟整個行業探討,現在提出的數據存儲的核心價值觀就是 保護隱私,數據確權,鼓勵實用,技術開源。

數據存儲的核心價值觀反映的是數據存儲領域的豐富內涵和實踐要求,是人類對數據的創造和使用訴求的高度凝練和集中表達。

我們的創新技術如下:保護隱私就是要做到數據加密。數據加密大家很了解,也有很多現成的技術實現。但是高效的對加密數據進行搜索和計算卻很難。我們跟大學和研究機構的頂級專家合作,共同創新同態加密和零知識驗證技術,讓加密數據搜索計算和普通數據一樣。

有了讓加密數據搜索,我們就可以把目標劍指分布式存儲上的谷歌和百度。數據確權就是要給數據做時間戳,要做內容智能辨識,這個需要很強的區塊鏈技術和大數據技術。這兩個板塊正是 FileStorm 的強項。(也是web3.0的技術核心)

另外,數據確權也不是一個應用能實現的,而是好多不同的應用。FileStorm 未來的多鏈生態,就是為這個目的打造。

鼓勵實用就是要讓數據動起來。FileStorm 的檢索挖礦,按數據使用率給出獎勵的共識算法,鼓勵數據大量復制,大量分發。冷數據可以去重存儲。但只有流動的活數據,才更實用,才能創造更多的價值。

技術開源前面已經提到,不開源,口里喊著去中心化,走的還是中心化的路子,是沒有前途的!

所以,FileStorm 愿與全球分布式存儲行業的項目一起,實現整個數據行業的價值目標,讓數據更好的為人類服務,讓人類真正成為自己數據的主人。

Q&A

Q1:共識的前提是需要有共識者,一般是如何尋找共識者呢嗎?非公鏈項目如何設計共識呢?

您這里有兩個問題:

公鏈如何尋找共識者。其實1CO是一個公鏈尋找共識者的好方法,因為一開始就從經濟上把共識者綁定。ETH就是一個非常成功的案例。可惜后來被玩壞了。DPOS 其實也是一個很好的方法,可以早期就找到金主做盟友一起推廣。但是缺點是盟友可能成為利益沖突者。權利太大,影響共識發展。

非公鏈項目如何設計共識:這個用聯盟鏈的方式可以實現。其實比公鏈簡單。

Q2:能評論一下POC共識嗎?

您說的 POC 是指的 proof of capacity 硬盤存儲空間挖礦對吧?這個跟我們存儲挖礦行業很接近,因為用的是硬盤空間做共識。

跟比特幣用算力挖礦不一樣的是。POC 提前把哈希運算做好,存在硬盤里,像存了一堆彩票。然后到點抽獎,抽中了誰,誰就出塊。

Q3:您是怎么看待集權與效率,投票與共識的呢?

這個問題非常好。也是我們常常討論的。集權提高效率,但是犧牲去中心化。投票民主,但是效率降低。

我覺得每個項目要根據具體情況選擇共識。看注重的是效率,還是民主。

不是每個項目都追求高TPS,這樣的話,選擇慢一點的區塊鏈也挺好的。FileStorm想做多鏈生態,就是看到每個項目都不一樣,未來我們希望能支持基于各類共識的應用。

Q4:您認為共識和效率能否共存呢?如果能,那么有什么方法呢?

現在就是共存的呀。只不過是以互相博弈的方式共存。聯盟鏈的效率很高。如果這個共識能被認可,聯盟鏈足夠了!

做為原教旨主意區塊鏈信仰者,我原來其實更支持公鏈。直到我看到谷歌的Libra,一個巨大的聯盟鏈平臺,只要擁護的人多,共識一樣很強大。

Q5:現在底層的組件或協議除了 IPSF 以外還有別的類似基于區塊鏈的分布式存儲嗎?

底層協議很多,不是一定需要IPFS。FileStorm也在IPFS的基礎上做了很多改造,這是FileStorm最新的數據傳播協議層架構。

640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1BlockMania是區塊鏈咨詢智庫,旨在將區塊鏈行業最深度的認知和思考帶給行業與公眾。如同區塊鏈一樣,我們認為每一個idea都有成為連接另外的idea而成為節點的可能性,因此我們要搭建一個將idea從點連接成線,從線匯聚成網絡的平臺。

在過去的一年里,圍繞區塊鏈市場、技術、應用等話題已舉辦多場高質量線上AMA活動,歡迎關注。

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文章作者: / 責任編輯: 我要糾錯

聲明:本文由入駐金色財經的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,絕不代表金色財經贊同其觀點或證實其描述。

提示:投資有風險,入市須謹慎。本資訊不作為投資理財建議。

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