편집자 주: 이 기사의 저자: Wang Qiulin과 Chongmu는 승인을 받아 편집하고 재인쇄했습니다.

합의 메커니즘은 블록체인의 핵심 기술 중 하나이며, 어떤 개발 단계에 있든 우리의 관심의 초점이 되어야 합니다.

합의 메커니즘을 통해 분산 네트워크는 하나 이상의 노드 실패를 안정적으로 처리할 수 있습니다. 실패한 노드는 종종 간과되는 유형의 동작, 즉 충돌하는 정보를 시스템의 다른 노드로 보낼 수 있습니다. 합의 메커니즘을 통해 모든 노드는 합의를 달성할 수 있으므로 충돌 정보를 제거하고 노드 정보 상태의 일관성을 보장합니다.

블록체인이 채택한 최초의 합의 메커니즘은 비트코인이 도입한 PoW였습니다.나중에 시간과 기술 발전이 진행됨에 따라 Sunny King은 PoW의 다양한 단점을 해결하기 위해 PoS 메커니즘을 출시했습니다(착륙 성능은 Diancoin입니다). 나중에 V God은 이것에 영감을 받아 Ethereum을 만들었고 BM은 이를 기반으로 DPoS를 개발했습니다. 최근까지 Sunny King이 돌아와 새로운 합의 메커니즘 SPoS를 시작했습니다. 다음으로 모든 사람들이 각 합의 메커니즘의 개발 역사를 이해하도록 안내하겠습니다.

작업 증명(작업량 증명)인 POW는 원래 안티 스팸에서 파생되었습니다. HashCash 연산. 암호학자 Dai Wei는 1998년 POW와 서명 거래 기술을 결합하여 B-money 설계를 제안했습니다. . "이중 지출" 문제.

2008년 Satoshi Nakamoto는 암호화의 본질과 탈중앙화 기술을 결합하여 블록체인의 데이터 구조를 제안하는 획기적인 논문 "btc: A Peer-to-Peer Electronic Cash System"을 발표했습니다. 블록체인은 신뢰 없이 탈중앙화된 전자 거래 시스템을 구축할 수 있습니다. 2009년 1월 btc 네트워크가 공식적으로 출시되었고 오픈 소스 클라이언트 버전이 출시되었으며 비트코인이 탄생했습니다.

비트코인은 채굴자가 트랜잭션 데이터를 처리(즉, 데이터를 해싱)하는 동안 계속해서 패키지 트랜잭션 데이터에 난수를 추가하고 해시 계산을 수행하여 처음 23자리를 얻는다고 규정하는 POW 합의를 채택합니다. 해시 값 0은 블록의 논스로 사용됩니다. 전체 네트워크의 채굴자가 논스를 해싱하면 자신이 패키징한 블록을 공개하고 블록을 받아 검증한 후 다른 노드들이 블록체인에 블록을 받았다고 동의하고 계속한다. 차단하다.

요구 사항을 충족하는 nonce를 얻기가 어렵기 때문에 일정 기간 동안 시스템에 소수의 법적 제안만 나타날 수 있음을 보장합니다. 동시에 이러한 소수의 법적 제안은 네트워크에서 방송되고 수신된 사용자는 확인 후 생각하는 가장 긴 체인을 기반으로 계속 계산합니다. 따라서 시스템에는 체인 포크(Fork)가 있을 수 있지만 결국에는 가장 긴 체인이 되는 체인이 있게 됩니다.

해시 문제는 비가역적이므로 무차별 계산을 제외하고는 효과적인 솔루션 알고리즘이 없습니다. 반대로 요구 사항을 만족하는 nonce를 얻었다면 해당 컴퓨팅 파워를 확률적으로 지불했다는 의미입니다. 더 많은 컴퓨팅 파워를 가진 사람은 문제를 먼저 해결할 확률이 더 높습니다.전체 네트워크 컴퓨팅 파워의 절반 이상을 마스터하면 확률 관점에서 체인의 방향을 제어할 수 있습니다. 이른바 51% 공격의 발단이기도 하다.

최초의 블록체인 통화인 비트코인은 항상 불완전합니다. 비트코인은 거래 보안을 위해 부기 효율성을 희생하고 POW 메커니즘을 채택하지만 노드가 증가함에 따라 채굴로 인한 높은 에너지 소비가 점차 노출됩니다. 오늘날 글로벌 비트코인 ​​네트워크가 소비하는 에너지는 삼협댐에서 생성되는 전력의 2/3와 거의 같습니다.

POW의 장점:

1. 탈중앙화, 다른 노드에 대한 부기 권한의 공정한 분배. 노드가 얻을 수 있는 코인의 양은 채굴 기여도의 유효 작업에 따라 달라집니다.즉, 채굴을 위해 노드가 사용하는 채굴기의 성능이 좋을수록 더 많은 수입이 노드에 분배됩니다. 코인 분배를 구현하기 위해 작업 증명 노드에 따라 진행됩니다.

2. 보안성이 높으며 시스템을 파괴하는 데 막대한 비용이 소요됩니다.속임수를 사용하려면 대다수의 사람들을 압도할 수 있는 컴퓨팅 성능이 있어야 합니다(51% 공격). 치팅은 일정 비용을 지불해야 하기 때문에 치터는 신중하게 처리합니다. 비트코인의 POW 메커니즘에서 계산 결과를 얻을 확률은 컴퓨팅 파워의 비율에 가깝기 때문에 채굴자 사기 비용은 컴퓨팅 파워의 51% 이상을 마스터하지 않고 정직한 채굴보다 훨씬 높습니다. 사기 (낮은 확률로 인해).

POW의 단점:

1. 채굴은 많은 자원 낭비를 야기합니다.현재 비트코인은 전 세계 컴퓨팅 파워의 대부분을 끌어들였습니다.이는 컴퓨팅 파워에 기반한 보상의 공정한 분배 메커니즘을 마이닝 머신 컴퓨팅 파워에 대한 대규모 투자로 전환하여 Satoshi Nakamoto의 원래 설계 의도를 왜곡했습니다.

2. 여러 확인을 기다려야 합니다. 네트워크 성능이 너무 낮습니다. 비트코인 블록체인의 컨센서스 기간은 길고(10분) 초당 거래 상한은 현재 7건으로 상용화에 부적합하다(Visa의 초당 평균 거래량은 수만, Alipay의 최고 가치는 90,000에 가깝습니다)

3. POW 합의 알고리즘의 중앙 집중식 컴퓨팅 성능은 점차 원래의 탈 중앙화 트랙에서 벗어났습니다. 컴퓨팅 파워가 높은 대규모 마이닝 풀이 주인이고 코인을 보유한 사람들은 결정에 참여할 권리가 없다는 비트코인 ​​확장에 대한 분쟁에서 볼 수 있습니다.

Pow는 여전히 많은 단점이 있는데 이러한 문제 중 일부에 대한 더 나은 해결책이 있습니까? 그리고 포스를 보세요.

비트코인 이후 라이트코인 등 비트코인을 모방한 블록체인 화폐도 많이 등장했지만 이들 화폐는 모두 효율성이 낮고 에너지 소모가 많은 POW 메커니즘을 채택해 오랫동안 블록체인 분야에 혁명적인 혁신이 없었다.

2012년까지 Sunny King은 Peercoin(Peercoin, 일명 PPCoin, PPC)을 출시하고 PoW의 역사를 바꾼 Peercoin에서 처음으로 POS 합의 메커니즘을 제안했으며 Peercoin도 POS를 가장 먼저 채택한 블록체인 화폐입니다. 세계의 역사가 기록되었습니다. 이후 등장한 이더리움과 EOS는 다른 퍼블릭 체인은 말할 것도 없고 써니킹의 아이디어의 연속일 뿐이다.

지분 증명(지분 증명 메커니즘)인 POS는 POW의 업그레이드된 합의 메커니즘입니다. POS는 각 노드의 토큰의 비율과 시간에 따라 회계 권한과 보상을 결정하고 그에 비례하여 채굴 난이도가 낮아져 난수 찾기 속도가 빨라져 네트워크 보안을 유지하기 위해 많은 컴퓨팅 성능이 필요하지 않습니다. .

간단히 말해서, 더 많이 가질수록 더 많이 얻습니다.

POS는 POW 메커니즘에서 많은 자원이 낭비되는 상황을 해결하려고 합니다. 이 메커니즘은 노드가 보유하고 있는 통화의 전체 통화에 대한 백분율과 통화의 나이를 계산하여 노드가 부기 권한을 얻을 확률을 결정합니다. 그 중 통화연령 = 보유한 코인수 * 이 코인을 보유하는데 경과된 시간 코인이 이체되면 사용자가 이체한 코인에 관련된 코인나이는 0으로 돌아갑니다.

POW 메커니즘에서는 조건을 충족하는 nonce를 찾는 데 많은 전기와 시간이 걸리는 경우가 많습니다. 그러므로,각 블록을 더 빠르게 생성하기 위해 POS 메커니즘은 철저한 논스 프로세스를 제거한 다음 다음과 같은 더 빠른 알고리즘을 채택합니다.

SHA256(SHA256(Bprev),A,t)≤balance(A)m

H 일부 해시 함수

t는 UTC 타임스탬프입니다.

Bprev는 이전 블록을 참조합니다.

balance(A)는 계정 A의 계정 잔액을 나타냅니다.

방정식의 오른쪽에 있는 m은 고정된 실수이며, 연속적으로 조정할 수 있는 유일한 매개변수는 t입니다. 따라서 balance(A)가 클수록 합리적인 t를 찾을 확률이 커집니다. 네트워크에서는 일반적으로 t의 범위에 제한이 있습니다. 예를 들어 시도할 수 있는 타임스탬프는 표준 타임스탬프의 1시간을 초과할 수 없습니다. . 포기할 수 있습니다. 따라서 PoS에서는 계정의 잔액이 많을수록 동일한 컴퓨팅 성능에서 다음 블록을 더 쉽게 찾을 수 있습니다.

위의 설명에서 노드 부기 권한 획득의 어려움은 노드가 보유한 권리와 이익에 반비례한다는 것을 알 수 있습니다.POW에 비해 POS 합의는 수학적 연산으로 인한 리소스 소비를 어느 정도 줄였습니다. 그에 따라 블록 생성 성능도 향상되었지만 여전히 해시 작업을 기반으로 장부 관리 권한을 놓고 경쟁하고 있어 감독이 취약합니다. 합의 메커니즘은 POW와 동일한 내결함성을 가지고 있습니다.

POS의 장점:

1) 합의에 이르는 시간이 어느 정도 단축된다.

2) 채굴에 많은 에너지를 소모할 필요가 없습니다.

3) 물론 POS도 부정행위를 방지할 수 있는데, 지분의 51% 이상을 보유한 사람이 부정행위를 하면 자신의 돈을 죽이지 않기 때문에 자신을 부정하는 것과 마찬가지이기 때문입니다.

4) 컴퓨팅 파워의 중앙 집중화로 인해 채굴자에게 악이 발생하지 않도록 합니다.

POS의 단점:

1) 채굴은 여전히 ​​필요하며, 본질적으로 상업적 응용 프로그램의 문제점을 해결하지 못합니다.

2) 모든 확인은 확률적 표현일 뿐 결정론적 문제가 아니며 이론상 다른 공격 효과가 있을 수 있습니다.

3) 극단적인 경우에는 중앙 집중화된 결과로 이어집니다. POS 메커니즘의 보안은 주주 자신이 보장하며 작동 원리는 이해 관계를 구속합니다. 이 모드에서는 POS를 보유하지 않은 사람들이 POS에 위협을 가할 수 없습니다. POS의 보안은 소유자에 따라 다르며 다른 요소와 관련이 없습니다. POS는 POW의 에너지 소비 문제를 해결하지만,전체 노드 확인은 블록 확인의 효율성을 저해하고 시간이 길수록 매튜 효과가 발생하기 쉽습니다. 결국 중앙 집중식 노드의 50% 이상이 생성되고 수동적 진화는 예기치 않은 중앙 집중화를 초래합니다.

4) 악의적인 노드 검증자는 자신의 코인을 포크 체인에 올려 손실 없이 하드포크를 추진할 수 있습니다."nothing at stake")” 문제(pow 메커니즘 하에서 채굴자의 포크는 컴퓨팅 파워 리소스를 소비해야 하므로 이러한 상황이 발생하지 않습니다).

Pos는 강력하지만 완벽하지는 않은 혁신으로 새로운 합의를 개척했습니다. 캐스퍼가 어떻게 진화하는지 볼까요?

2014년 1월 브이갓이 이더리움 백서 "이더리움: 차세대 암호화폐와 탈중앙화 애플리케이션 플랫폼"을 발표한 이후 점점 더 많은 사람들이 이더리움을 사용하게 되었고, 많은 사람들이 이더리움에서 다양한 스마트 컨트랙트를 출시하게 되었습니다. POW 메커니즘에 기반한 Eth 네트워크에 대한 큰 압력 Eth 네트워크는 지속적으로 정체되고 Gas의 가격이 높아 네트워크 확인 시간이 크게 연장되고 DAPP 운영 비용이 급증합니다. 사용자의 성장과 DAPP의 증가로 전체 이더리움 네트워크는 점차 문제에 빠졌습니다.

Eth의 운영 효율성을 높이기 위해 Eth의 창시자인 V God은 이더리움에 POS 합의의 개선된 버전을 도입하고 현재 사용되는 POW 합의를 점진적으로 대체할 계획입니다.

캐스퍼는 보증금 기반의 경제 합의 프로토콜(security-deposit based economic 합의 프로토콜)로 이더리움이 향후 채택할 합의 메커니즘으로 POS의 분기 확장으로, POS.("nothing at stake"즉, 유효성 검사기는 주어진 높이에서 충돌하는 여러 블록에 투표하여 무료로 네트워크 보안을 해제합니다.

"보세 검증자"라고 하는 캐스퍼 프로토콜의 노드는 먼저 보증금을 지불해야 합니다(이 단계를 잠금 보증금이라고 합니다."bonding") 블록 생성 및 합의 형성에 참여할 수 있습니다. 블록 생성은 다른 모든 것과는 독립적으로 발생하는 프로세스입니다. 유효성 검사기는 트랜잭션을 수집하고 블록을 생성할 차례가 되면 블록을 생성하고 서명한 다음 네트워크로 보냅니다. Casper 합의 프로토콜은 이러한 예금에 대한 직접적인 제어를 통해 검증인의 행동을 제한합니다.

특히 유효성 검사기가 Casper가 "무효"로 간주하는 작업을 수행하면 그의 보증금에 벌금이 부과되고 블록을 생성하고 합의에 참여할 수 있는 권리도 취소됩니다.여백의 도입은 다음을 해결합니다."사심없는 문제", 즉 고전적인 POS 프로토콜에서 나쁜 짓을 하는 비용이 매우 낮다는 문제. 이제 대가가 있으며, 객관적으로 무언가 잘못한 것으로 입증된 검증인은 그 대가를 지불할 것입니다.

검증인의 서명은 현재 그의 서명이 묶여 있어야만 경제적으로 의미가 있음을 쉽게 알 수 있습니다. 이것은 클라이언트가 예금을 잠그는 것을 알고 있는 유효성 검사기의 서명에만 의존할 수 있음을 의미합니다. 따라서 클라이언트가 컨센서스 데이터를 수신하고 인증할 때 컨센서스 승인 체인은 현재 본드를 잠그는 유효성 검사기의 블록에서 시작되어야 합니다.

POW 프로토콜에서 컨센서스 승인 체인은 제네시스 블록에서 시작됩니다. 제네시스 블록의 데이터를 알고 있는 한 컨센서스 승인 체인을 식별할 수 있습니다. 여기에서 현재 예치금을 잠그는 유효성 검사기를 알고 있는 한 합의 승인 체인을 식별할 수 있습니다. 현재 예치금을 잠그고 있는 유효성 검사기 목록을 모르는 클라이언트는 먼저 다른 채널을 통해 이 목록을 얻어야 합니다.이 제한은 모든 사람이 최신 정보로 합의를 인증하도록 요구함으로써 "장거리 공격" 문제를 해결합니다.

유효성 검사기 예치금이 지속적으로 잠기고, 삭감되고, 잠금 해제됨에 따라 유효성 검사기 목록이 변경됩니다. 클라이언트가 너무 오랫동안 오프라인 상태가 되면 유효성 검사기 목록이 오래되어 합의를 인증하는 데 사용할 수 없습니다. 클라이언트가 자주 온라인 상태이면 최신 유효성 검사기 목록과 동기화를 유지할 수 있지만 문제는 첫 번째 동기화 전에 클라이언트가 여전히 다른 채널에서 잠긴 예금에 대한 최신 유효성 검사기 목록을 가져와야 한다는 것입니다.

"한 번은 다른 채널의 합의를 확인해야 한다"는 이 속성이 바로 V God이 "약한 주관성"이라고 부르는 것입니다. 우리의 맥락에서 정보는 계약 내에서 확인할 수 있는 경우 "객관적"이라고 하며, 확인하기 위해 계약 외부의 수단에 의존해야 하는 경우 "주관적"이라고 합니다. 약한 주관성 합의 프로토콜에서 포크 선택 규칙은 상태 저장이므로 클라이언트는 합의를 식별하기 위해 이 상태를 초기화(때로는 업데이트)해야 합니다. 여기서 이 상태는 현재 본드를 잠그고 있는 검증자를 식별하는 데 사용됩니다(더 정확하게는 현재 검증자 목록의 암호화 해시).

2018년 8월 31일, 이더리움 네트워크의 핵심 개발자 14명이 화상 통화를 통해 캐스퍼 개발을 12개월 동안 연기하기로 결정했습니다.

캐스퍼의 장점:

• 시스템은 노드의 악의적인 행동을 신속하게 처벌하여 무해한 공격을 피할 수 있습니다.

• 이더리움이 합의의 효율성을 크게 향상시키고 근본적인 합의 메커니즘 측면에서 이더리움을 비트코인과 다르게 만들 수 있도록 도와주세요.

캐스퍼의 단점:

디자인이 더 복잡하고 허점이 생기기 쉽습니다.

Bitcoin의 POW 메커니즘의 운영 효율성이 매우 낮기 때문에 Daniel Larimer(BM)는 블록체인 기술에 새로운 합의 메커니즘인 POS 기술의 조합을 기반으로 하는 DPOS를 도입하여 매우 느린 트랜잭션 속도 POW를 대체하기로 결정했습니다. 2014년 2월, BM은 DPOS 기술을 처음으로 채택한 Bitshares(BTS라고도 함, 비트 공유)를 출시했습니다. 그러나 Bitshares는 미숙한 기술로 인해 일련의 문제를 일으켰습니다.

나중에 블록체인 2.0으로 알려진 이더리움은 거대한 분산형 비즈니스 애플리케이션 생태계를 거의 지원할 수 없었습니다. 이에 BM은 블록체인 운영 체제인 EOS를 구축하기 위해 이더리움을 상대하기로 결정했습니다.이 새로운 시스템은 BM의 블록체인 기술에 대한 이해와 요약을 통합하고 개선된 DPOS 합의 메커니즘을 사용합니다.

위임지분증명(Delegated Proof of Stake)인 DPOS는 POW와 POS를 기반으로 한 새로운 합의 알고리즘입니다. POW의 과도한 에너지 소비 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라 POS 권한 분배에 따라 발생할 수 있는 "신탁 균형"의 편향된 문제를 피할 수 있습니다.

DPoS의 "D"는 "위임"으로 승인 및 위임을 의미하며 DPoS와 PoS의 주요 차이점은 모든 토큰 소유자가 여러 대표를 선출하고 대표가 부기에 참여한다는 것입니다.

EOS는 민주적으로 선출된 대표를 블록체인 네트워크의 블록 검증자로 정의합니다. "대리인"이라는 용어는 "블록 검증자"와 동일하게 사용될 수 있습니다. EOS는 21명의 대표가 네트워크에서 마스터 노드 역할을 하고, 새 블록을 생성하고, 트랜잭션에 서명하고 확인하도록 규정합니다. 이러한 대표자는 EOS 토큰 보유자가 투표한 "공인 회사"입니다. 21명의 "위임자" 설계는 너무 많은 위임자(방탄소년단이 사용하는 101명 등)가 EOS 토큰 보유자의 주의를 산만하게 하고 토큰 보유자의 의사 결정력을 약화시키기 때문입니다.

EOS.IO 소프트웨어를 사용하여 블록은 라운드로 126개의 블록을 사용합니다(21명의 생산자가 있고 각 생산자는 3초 타임 슬라이스에 6개의 블록을 생성할 수 있으며 평균 0.5초마다 1개의 블록이 생성됨). 각 라운드가 시작될 때 토큰 보유자의 투표로 21명의 블록 생산자가 선택됩니다. 선택된 생산자는 15명 이상의 생산자가 합의한 합의된 순서로 블록을 생성합니다.

이론적으로 이는 시스템 성능을 크게 향상시킬 수 있지만 네트워크 지연 문제도 야기합니다.: 0.5초의 확인 시간은 이전 블록 생산자의 블록을 받기 전에 다음 블록 생산자가 다음 블록을 생성하게 하고, 다음 블록 생산자는 이전 블록을 무시하여 결과적으로 블록 블록 체인 포크(동일한 블록을 가진 두 개의 블록) 키). 예를 들어, 중국인 증인을 미국인 증인이 따라갈 수 있습니다. 중국과 미국 간의 네트워크 지연은 때때로 300ms만큼 높습니다. 블록은 건너뜁니다.

이 문제를 해결하기 위해 BM은 네트워크 연결 지연이 적은 증인이 인접한 블록을 생성할 수 있도록 원래 임의의 블록 생성 순서를 협상 후 증인이 결정한 블록 생성 순서로 변경했습니다. 예를 들어, 일본 증인에 이어 중국 증인, 러시아 증인, 영국 증인, 미국 증인 순입니다. 이렇게 하면 증인 간의 네트워크 대기 시간이 크게 줄어듭니다. 이것은 이론적으로 0.5초의 블록 생성 속도를 가능하게 합니다.

생산자가 블록을 놓치고 24시간 이내에 블록을 생성하지 않으면 생산자는 제거됩니다. 이러한 "다운" 생성자는 블록을 다시 생성할 예정임을 제때에 블록체인에 알릴 때까지 다시 합류하지 않습니다. 신뢰할 수 없는 노드를 배치하지 않고 누락된 블록 생성을 최소화함으로써 전체 네트워크가 보다 원활하게 실행될 수 있습니다.

DPOS 장점:

1. 네트워크 운영을 유지하기 위한 에너지 소비를 최소화하고 전체 체인의 운영을 저비용으로 관리할 수 있어 POW의 에너지 소비 문제를 크게 해결합니다.

2. 더 빠른 블록 생성 속도, 0.5초의 평균 블록 생성 속도를 달성하여 시스템의 운영 효율성과 처리량을 크게 향상시킵니다.

3. 보다 "분산된" 관리 방법은 블록체인 네트워크 운영의 의사 결정 권한을 전체 네트워크의 각 노드로 분산시켜 POS가 딜러에 의해 조작되기 쉬운 "홀딩" 현상을 대부분 방지합니다. DPOS 합의 메커니즘의 출현은 블록체인에 "민주주의"를 구현하여 "중앙화"의 부정적인 영향을 상쇄하고 공개적으로 선출되는 "약한 중앙화" 방식으로 네트워크 운영 및 유지 관리의 효율성을 향상시킬 것입니다.

DPOS 단점:

1. 주주들은 투표할 의욕이 별로 없습니다. 대다수의 주주(90% 이상)는 투표에 참여하지 않습니다. 투표에는 대부분의 투자자에게 부족한 시간, 에너지, 기술이 필요하기 때문입니다.

2. 구현이 복잡하고 중간 단계가 많으며 불량 노드를 처리하는 데 많은 어려움이 있습니다. 커뮤니티 선거는 적시에 일부 사보타지 노드의 출현을 효과적으로 방지할 수 없어 네트워크에 잠재적인 보안 위험을 초래할 수 있습니다.

Dpos는 매우 효율적이지만 그 단점을 과소평가해서는 안 됩니다.

블록체인의 폭발적인 성장과 함께 세계의 많은 천재들이 써니킹을 기반으로 다양한 변형 POS를 발명했습니다. 그러나 이것들은 POS에 대한 약간의 수정일 뿐이며 자체적으로 다양한 문제가 있어 향후 대규모 고성능 상용 등급 블록체인을 지원할 수 없습니다.

Sunny King은 또한 POS의 불완전성에 대해 지속적으로 반성하고 있습니다. 다른 사람들이 POS를 개선하기 위해 고군분투하는 동안 Sunny King은 최근 수년간의 반성 결과를 가지고 돌아 왔습니다. 이 결과는 POS의 다음 버전입니다. 이 버전 또는 만들 수 있습니다. 새로운 시대와 미래 블록체인 경제를 지원합니다.

이 새로운 버전의 POS는 더 높은 성능과 보안을 제공하며 SPOS라는 차세대 합의 메커니즘입니다.

슈퍼노드 지분증명(슈퍼노드 지분증명 메커니즘)인 SPOS가 블록체인 데이터 클라우드 프로젝트 VEE에 도입됩니다.

SPOS의 주요 기능은 고정된 블록 시간을 사용하는 것입니다. 시스템에는 60개의 노드가 있으며 그 중 15개는 마스터 노드이고 45개는 대기 노드입니다. 각 노드는 매우 높은 컴퓨팅 성능과 네트워크 대역폭을 가지고 있어 전체 시스템의 처리량과 운영 효율성이 매우 높습니다.

전체 시스템은 60개의 코인슬롯을 가지고 있으며 각각의 코인슬롯은 1분 이내의 일정시간 내에 블록을 생성할 수 있는 권한을 나타냅니다. 동전 투입구).

각 노드는 각 채굴 슬롯을 사용할 권리를 놓고 경쟁할 수 있습니다. 각 노드는 VEE 계정에 해당하고 각 계정은 9개의 지갑 주소에 바인딩될 수 있으므로 주소 중 하나는 경쟁 중에 하나의 슬롯을 놓고 경쟁하는 데 사용되며 하나의 주소는 하나의 슬롯만 경쟁할 수 있으므로 각 노드는 최대 9개입니다. 코인 슬롯은 동시에 점유될 수 있으므로 노드가 모든 코인 슬롯을 점유하는 것을 방지합니다.

SPOS 시스템이 실행 중일 때 각 노드는 실제로 블록을 차례로 생성하므로 노드의 산발적인 장애가 전체 시스템에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.

각 슬롯의 노드는 시간에 따라 블록을 생성해야 하므로 각 노드 간의 시간 동기화가 매우 중요하므로 각 노드가 순서대로 블록을 생성할 수 있도록 NTP(Network Time Protocol)를 채택합니다.

NTP는 컴퓨터 시간을 동기화하는 데 사용되는 프로토콜로, 컴퓨터를 자체 서버 또는 시계 소스(예: 석영 시계, GPS 등)와 동기화할 수 있으며 고정밀 시간 수정을 제공할 수 있습니다(LAN 및 표준). 1밀리초 미만, WAN에서는 수십 밀리초) 암호화된 확인을 통해 악의적인 프로토콜 공격을 방지할 수 있습니다. NTP의 목적은 혼란스러운 인터넷 환경에서 정확하고 견고한 시간 서비스를 제공하는 것입니다.

노드는 언제든지 코인 슬롯을 사용할 수 있는 권리를 놓고 경쟁을 시작할 수 있지만 경쟁 메커니즘이 남용되는 것을 방지하기 위해 시스템은 억지력으로 더 많은 경쟁 수수료를 부과합니다. 챌린저인 노드가 코인 슬롯을 사용할 권리 소유자에게 경쟁 신청을 시작하면 SPOS 프로토콜은 코인 슬롯에 대한 챌린저 계정의 지분과 코인 슬롯에 있는 챌린지 마이닝 노드의 지분을 비교합니다. (스테이크)한 후 대회의 승자를 결정하고, 승자에게 코인슬롯 사용권을 부여합니다.

경쟁의 승자는 더 많은 지분을 통해 경쟁에서 이기지만 이러한 지분의 유동성은 여전히 ​​보장될 수 있으며 채굴 노드는 자신의 계정 주소에서 지분을 이전할 수 있습니다.

POS 프로토콜의 관점에서도 동일한 지분을 다른 주소와 코인 슬롯에 동시에 전송하는 경쟁은 금지되며 이는 이중 지출 공격에 해당합니다.

그러나 권리와 이익의 유동성으로 인해 일부 노드는 다른 채굴 슬롯의 경쟁을 위해 한 주소에서 다른 주소로 권리와 이익을 빠르게 이전하여 채굴 슬롯의 소유권을 놓고 경쟁을 벌이는 등 분주한 경쟁을 형성하고 있습니다. 공격(바쁜 경합 공격).

이러한 공격을 방지하기 위해 시간 경과에 따른 잔액의 누적 평균값을 채굴 슬롯 경쟁에서 주소 계정의 잔액을 측정하는 척도로 사용합니다. 권리와 이익이 빠르게 흐르도록 허용하면 시간이 지남에 따라 주소 계정의 누적 평균 가치가 크게 떨어지므로 도전에 직면한 주소 계정의 경쟁력이 크게 떨어지므로 노드가 바쁜 경쟁 공격을 시작할 때 , 발신 주소 계정은 발행 권한을 쉽게 잃을 수 있으므로 노드가 그러한 공격을 시작하는 것을 방지할 수 있습니다.

사용자는 자신의 지분(지분)을 노드에 빌려줄 수 있으며, 노드가 블록 생성을 통해 수입을 얻으면 그에 비례하여 지분을 빌려준 사람에게 배당금을 분배할 수 있습니다. 노드의 계정 잔액은 임대한 권리와 이익을 포함하여 계산되지만 노드 계정은 이 부분의 권리와 이익을 사용/양도할 수 있는 권리가 없으며 권리와 이익의 대여자는 이러한 대여된 권리와 이익을 철회할 수 있습니다. 언제든지.

노드의 임대 지분이 증가하면 단일 노드의 수입이 고정되기 때문에 총 지분의 증가는 필연적으로 배당률의 감소로 이어져 임대 지분의 증가를 억제하여 내부 자기 규제 메커니즘.

이 시스템은 디자인 면에서 더 중앙 집중식으로 보이지만 King은 네트워크의 보안을 보장하는 메커니즘도 설계하여 각 슈퍼노드(슈퍼노드)가 동일한 권한을 갖도록 하고 노드가 너무 강력해지는 것을 방지합니다.

POW를 오래되고 느린 증기 기관차에 비유한다면 SPOS는 빠르고 편안한 현대식 고속철도이자 차세대 블록체인 합의 메커니즘입니다.

일부 SPOS 메커니즘을 요약합니다.

• SPOS 슈퍼 노드는 고정된 순서로 블록을 생성합니다.

• 15개의 슈퍼 노드로 메인 네트워크를 시작하고 네트워크가 성장함에 따라 슈퍼 노드의 수는 30-60개로 증가합니다.

• 블록 사이의 간격이 고정되어 더 좋고 안정적인 지연을 가져옵니다.

• 1분의 60초를 나타내는 60개의 코인 슬롯;

• 스내치/릴리스 메커니즘은 또한 발행권을 위한 경쟁을 더 공정하게 만듭니다(코인의 수인 DPOS에 비해 코인은 여러 노드에서 반복적으로 투표할 수 있음 등).

• 채굴 평균 알고리즘 MAB는 코인 권리의 더 나은 유동성을 지원하고 코인이 한 곳으로 이동하는 것을 방지하며 탈중앙화를 유지하고 네트워크 보안을 보호할 수 있습니다.

SPOS 메커니즘이 제공하는 이점:

• SPOS는 고성능 블록체인을 위해 설계된 기본 구조입니다.

• 고정된 블록 간격 설계는 높은 처리량과 보다 안정적인 블록체인 네트워크를 제공합니다(다른 네트워크의 높은 처리량은 안정성을 보장할 수 없으며 궁극적으로 고성능 비즈니스 운영을 지원할 수 없습니다).

• 콜드 주화 설계는 블록체인의 보다 안전한 성능을 보장합니다.

• 경제 시스템의 설계는 생태계가 슈퍼 노드 업그레이드에 지속적으로 투자하도록 장려하여 시스템의 운영 효과가 지속적으로 향상되도록 합니다.

블록체인 기술의 가장 큰 초점은 합의입니다. 우리는 괴짜 정신의 표현이기도 한 합의 기술의 지속적인 발전을 봅니다.

참고: 이 기사의 주요 저자: 초기 블록체인 기술 개발자인 Wang Qiulin은 다양한 블록체인 게임을 개발했으며 유명한 도쿄 소프트웨어 회사에서 연구 개발에 참여했습니다.

내용 개요: Chongmu, 블록체인 개발자, 기술 생태 연구원, Bull 게임 창시자, dll.io 창시자.