报告
区块链共识机制研究与创新
摘要
良好的共识机制能够鼓励网络中善的节点打包正确的区块,避免恶的节点确认不合法的交易,篡改交易数据,从而保证主链的正确延续。目前不少主流公链就仍采用PoW来确保网络安全,但也有很多公链开始采用PoS来确保网络安全。相比工作量证明PoW共识依赖高能耗,PoS共识则将公链的安全基础由耗费能源的算力转为纯粹的经济激励,这些持有权益的PoS节点通过随机的方式决定谁来产生区块并获得奖励,整个过程更加清洁环保;共识机制的升级转换将极大增加和提高整个网络的交易吞吐量TPS和安全性能。本报告中将以各个主流公链为例,着重介绍PoS共识机制的设计美学。
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报告目录
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一 从PoW到PoS,共识机制的进化之路
- (一)关于共识
- (二)如何保证区块链网络达成正确的共识
- (三)PoW如何保护区块链网络的安全
- (四)PoS如何确保区块链网络的安全
- (五)从PoW共识向PoS共识全面升级,是共识机制发展的必然趋势
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二 关于PoS共识的整体架构与流程
- (一)整体框架设计
- (二)共识中的角色分类
- 1.两种星体
- 2.两类星群
- 3.运行流程
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三 关于共识的随机数生成算法
- (一)随机数对于区块链系统的重要作用
- (二)随机数生成算法优劣的衡量标准
- (三)星系共识随机数生成算法
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四 共识之合理出块者选择
- (一)合理出块者选择的重要意义
- 1.工作量证明(PoW)的安全假设:50%以上算力
- 2.类BFT协议的安全假设:2/3以上节点安全
- 3.权益证明(PoS)的安全假设:50%以上权益安全
- (二)出块者选择算法需要考虑的几个问题
- 1.公平性
- 2.可验证性
- 3.匿名性
- (三)常见的出块者选择算法
- 1.算力竞争
- 2.Verifiable Random Function(VRF)
- 3.Follow-the-satoshi
- (四)Galaxy ULS算法原理流程
- (1)秘密消息序列(Secret Message Array)生成
- (2)EL星群节点排序
- (3)出块权分配
- (一)合理出块者选择的重要意义
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五 共识机制之委托机制
- (一)星系共识委托机制设计背景
- 1.实际参与门槛较高
- 2.中心化风险
- 3.违背基础安全假设的风险
- (二)星系共识委托机制的意义
- (三)星系共识委托机制的理论基础——委托签名(Proxy Signature)
- (四)星系共识委托机制的流程
- (五)星系共识委托机制的优势
- 1.通用性
- 2.非交互
- 3.高安全性
- 4.公开透明
- (一)星系共识委托机制设计背景
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六 维持共识正常运转的原动力——经济激励
- (一)经济激励机制的重要意义
- (二)经济激励机制需要考虑的几个基本问题
- 1.哪些主体需要被奖励
- 2.奖励来源,如何保证奖励的持续性
- 3.如何保证奖励的公平性
- 4.如何在经济激励中权衡委托机制
- (三)常见的经济激励方式
- (四)Galaxy经济激励机制模型原理
- 1.RNP节点的经济激励
- 2.EL节点的经济激励
- 3.委托机制
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