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全新的 PoS 共识协议:Ouroboros

MakoShan

Ouroboros 是一个全新的 PoS 共识协议,它能提供更严格细致的安全措施。该协议能够建立与比特币共识协议( PoW )相媲美的安全性。随着 Ouroboros 实现 PoS 的概念,从性质上说它比 PoW 共识协议更高效。

Ouroboros 的开发者在亚马逊云服务上进行处理交易的原型实验,实时展示了协议的可行性。为了保证矿工不作恶,它采用了全新的奖励机制,使用纳什均衡的方式给予激励。也就是说,它能有效地解决区块截留攻击(block withholding attack) 和 自私挖矿(selfish mining)在内的攻击。

Ouroboros 共识协议概述:

Ouroboros 代表一个高度安全的 PoS 共识协议。这是有史以来第一个提供严格安全证明的 PoS 共识协议。该协议的创建者提出了一个模型来解决关于实现PoS 共识协议的问题。该模型侧重于让交易账本变得强大的两方面:持续性和活跃性:

  • 持续性意味着,一旦网络上的节点报告当前的交易是“稳定”的,网络中的其他节点在被查询并且真实地回应时,交易也将被认为是稳定的。稳定性是一个断言,稍后将由特定的安全参数 k 进行参数化,这将影响交易的确定性,如 > k个区块深度。

  • 活跃性保证每个真实执行的交易,当它已经在特定的时间内可用于网络上的节点,例如, u 秒 ,它将成为一个稳定的交易。

持续性和活跃性相结合产生了一个强大的交易账本,这样,确保了真实的交易能得到验证,并且不可篡改。Ouroboros 模型也进行了特别修改,以提升 PoS概念的灵活性。

Ouroboros 协议假定个人可以自由地创建地址、发送、接收交易,并且这个权益随着时间的推移而变化。该协议能安全实施抛硬币(coin flipping) 协议,以便于在领导人选举过程中,提供所需的随机性。这将 Ouroboros 同过去的解决方案中区别开来,那些解决方案要么在区块链的当前状态的基础上确定性地定义这些值,要么利用一种集体的方法来进行抛硬币来引入熵。此外,该系统所有见证人的快照都是定期的,被称为 epochs。在这样的间隔期间,在每个 epoch 一组随机选择的见证人将组成一个委员会,执行抛硬币(coin flipping)协议。协议的结果将决定执行协议的下一组见证人,以及领导人在特定 epoch 选举的结果。

该协议提供了一组正式的论点,保证没有对手能够违反协议的持续性和活跃性。这些合理的假设保证了协议的安全性:

  1. 区块链的网络是高度同步的。
  2. 大多数选定的见证人将在需要的时候提供所需的计算能力。见证人不会在相当长的时间内下线
  3. 协议安全论证的核心是一个代表“forkable strings”组合概念的概率论证,这个概念论证是经过实验制定,证明和验证的。

Ouroboros 的创造者提出了激励网络参与者的一种全新的奖励机制,这被证明代表了接近纳什均衡。因此,该协议旨在抵制像区块截留攻击(block withholding attack) 和 自私挖矿(selfish mining)等攻击。他们还引入了一个可以添加到区块链协议中的见证人机制。代表团在 Ouroboros 的背景下是有用的,因为它的创建者的目标是使协议能够扩展,甚至在见证人体被广泛地去中心化。在这种情况下,见证人方代表团可以允许见证人方委派他们的“投票权”,即有权成为负责在每个 epoch 领导人选择的委员会的一部分。就像授权民主那样,与人大代表相似,利益相关者可以在任何时候撤销委托任命,而不受其他利益相关者的影响。

翻译原文:https://www.deepdotweb.com/2017/02/07/ouroboros-new-proof-stake-pos-blockchain-protocol/

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