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公链性能和去中心化的矛盾,「初链TrueChain」尝试利用混合共识解决

卢晓明 · 2018-03-30
目前行业的主要问题就是要解决性能与安全/去中心化之间的矛盾,初链采用的解决方法是使用混合共识机制,将两者的优点结合起来。

目前有大量公链项目针对区块链的基础设施做开发。类似项目包括专注公链开发的项目EOS、Dfinity、TrustNoteAchainIFMChain本体;还有针对特定行业的公链,比如电商行业的CyberMiles、文娱行业的IPTChainENT;专注开发跨链的DAPP开发平台的有ArcBlockHero Node,类似项目降低了开发DAPP的门槛;还有将公链模块化的NULS,希望让开发者更容易定制自己公链。

然而,底层公链的性能、稳定性、资源消耗问题等是公链逃不开的问题,各公链解决方式不同,TrustNote想通过采用有向无环图这种新的数据结构解决、IFMChain尝试通过改变打块机制解决、Achain想通过多链并行的方式解决、超脑链Ultrain想创新共识机制。本文要介绍的初链TrueChain,也采用了跟大多数公链不同的共识机制,称为混合共识机制。

据初链CTO张剑南介绍,在数字广告等领域,存在区块链商业应用需求,但基础设施尚未完善,众多行业的应用需要一个给商业应提供基础设施的底层公链,因此团队开始着手开发通用型公链。

初链团队认为,在主流共识设计领域中,PoW共识可以实现大规模的去中心化,节点数目有公认的可扩展性(Scalability),但在性能上有明显的瓶颈。而以PBFT为代表的拜占庭容错协议虽然在一定条件下可以有较高的性能,但是它们通常被设计于私有场合使用,即所有节点需要在协议开始前知道相互的身份(公钥等),并且节点不能自由出入网络。

目前行业的主要问题就是要解决性能与安全/去中心化之间的矛盾,初链采用的解决方法是使用混合共识机制,将两者的优点结合起来。

大致来说,就是用PFBT来快速更新账本;用PoW来验证交易,辅助PBFT的成员变动。进入初链网络的交易一般会同时进入两层:一层是PBFT共识层被写入账本,这层预计有数十个节点,更新速度快;另一层更像监督层,使用PoW共识机制,负责验证交易,节点可以自由加入或退出,通过贡献算力来争夺交易验证权。即使当PBFT自身的安全假设失效(例如超过一定数目的成员节点被攻击者操纵),也可以通过PoW 链进行恢复。

张剑南解释, PBFT保证了账本速度,而PoW保证了网络的开放和安全性。这就平衡了性能与安全之间的矛盾。PBFT 通过贡献服务器的网络资源获得获得进入PBFT共识层的资格。一旦监督层发现有交易不一致,就能利用PoW链重启PBFT并且通过追溯发现PBFT里面 的“坏节点”对其进行惩罚,比如将其免除资格和扣除奖励。

初链认为,混合共识(Hybrid Consensus)是目前看来同时满足性能要求和公链要求的几个最具有前景的设计方案之一。自提出至今,它在学术界已经有了比较扎实的理论基础,同时有比较强的可实施性。此外,更重要的一点是,混合共识的安全假设和协议性质有明确的数学定义,比起其他的许多更加激进的方案来说更加稳妥可控。

正如PoW、PoS和PBFT这三大主流共识机制,都经过了严谨的数学计算和学术论证,有明确的安全边界。这里的“安全边界”指使用者可以明确知道在何种情况下,公链是安全的、何种攻击能成功。

在生态建设上,节点主要是依靠企业等服务器资源比较多的机构,生态最重要还是链上有足够多的DAPP合作伙伴。 初链有数位合作伙伴,包括欧洲广告公司Joors等国内外的数字广告公司、闪链(互助保障),以及数家国内的游戏和广告公司。

初链3月已经内部部署了3个节点的网络并开始了部分的合约设计及测试,将在4月上线仅包含PBFT的测试网络,后续将部署完整的混合共识协议,预计可以实现和测试网络无缝对接,。张剑南表示,在共识上,团队接下来将重点解决几个问题:

1.     改善和优化现有的共识算法;

2.     网络请求和数据交换,做到链外交互的同时保证安全性;

3.     混合共识节点激励问题;

4.     研究稳妥可靠的分片策略以进一步提升协议的吞吐性能;

5.     更完善的隐私保护,初链未来会在零知识证明方面做探索。

初链已经完成了基石轮融资。团队接近20人,分为研究团队、工程团队和产品团队。研究团队主要负责设 计共识机制,工程团队负责完善基础设施,产品团队主要是设计面对C端用户的产品。张剑南介绍,初链目前的相关 产品包括,上述提到的初链测试网络Fabricated TrueChain、初链混合共识TRUE Consensus、全节点TRUE Node、轻钱包TRUE Wallet、区块链浏览器TrueScan、面向企业客户的合约全生命周期的管理工具Steller。

白皮书介绍,初链创始人程小永是连续创业者,林大亮曾负责“百度百科”运营。CTO张剑南是TopHacker Group创始人,初链研究和工程团队来自清华大学、牛津大学等研究机构和Red Hat、阿里巴巴、Google等企业初链美国公司负责人兼全球法务和GR James Cooper是West California Law School的法学教授。

我是36氪作者卢晓明,关注金融、区块链和旅游,项目寻求报道或交流请加微信lohiuming,烦请备注姓名、单位、职务和事由。

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