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金玉良缘,探寻共识机制  

2017-08-29 00:02:24|  分类: 知道一点 |  标签: |举报 |字号 订阅

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金玉良缘原指符合封建秩序的姻缘,如今泛指美好伟大的姻缘。在《红楼梦》中 ,金玉良缘是指薛宝钗的“金锁”和贾宝玉的“通灵宝玉”,用来借指姻缘早已前世注定。然而真正的婚姻不仅是门当户对,还要价值观和文化一致,彼此达到高度的认同才有幸福可言。婚姻如此,任何合作也一样,只有达成共同的认识——共识(Consensus),才有和谐相处的可能。如何在去中心化的环境中达成共识,即在没有中心组织的情况下对某个交易的有效性达成一致,是比特币或其它区块链币最核心的问题。

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共识并非什么新概念,它是指在不发生冲突的情况下,一个多样化团体做出决策的方法。早在人类开始群体生活时共识就已存在,即便是猿和猴群也有自己族类明确的共识机制。由于点对点网络下存在较高的网络延迟,各个节点所观察到的事务先后顺序不可能完全一致。因此,区块链系统需要设计一种机制对在差不多时间内发生的事务的先后顺序进行共识。这种对一个时间窗口内的事务的先后顺序达成共识的算法被称为“共识机制”。

我们知道,事件的信息越透明、所涉及到的人员参与度越高,最终形成的共识也就越稳定、越持久。然而达成共识越分散的过程,其效率就越低,但满意度越高,因此也越稳定;相反,达成共识越集中的过程,效率越高,也越容易出现独裁和腐败现象。有人将共识应用到股市中,市场群体只要普遍存在不同的意见,趋势就能够继续发展。如果群体产生强烈的共识,他们所认定的趋势就即将反转。如果群体普遍而强烈地认定价格将继续上涨,那应该准备卖出。反之,如果群体普遍而强烈地认定价格将继续下跌,就应该准备买进。

从前在强权之下,人们靠武力说话,犹如比武招亲,谁的力气大谁的武功强谁就说了算,谁就是共识。POW(工作量证明),就是基于这样的观念,在通过干苦力的挖矿,比试谁算力大,谁就有权记账,堪比商鞅的军功制。随着社会文明的进步,人们崇尚自由,知识和智慧比蛮力更重要,财富的多少自然成为智慧和能力的标志。POS(权益证明)就是谁占有的财富多和占有的时间长,谁就说了算,谁就是共识。POS对大量占有资源的统治者、地主阶级和资本家等最为有利,即谁有钱谁说了算。

可以说,区块链的最伟大之处就是它的共识机制,即在去中心化的理念上解决了节点间互相信任的问题。尽管区块链技术中充满了密码学的原理和方法论,但共识机制是保障区块链系统不断运行下去的关键。人们习惯于具体问题具体分析,头痛医头脚痛医脚,虽然由此产生的共识机制很多,但没有一种共识机制是完美无缺的。因此,各共识机制都存在自己的适用性,各有千秋。有人甚至戏谑,如果把POW当作比力量大小的话,POS就是比耐力多少。

根据Edward Shils的“共识理念”,共识的达成需以下三个条件:1、规则认同,团体成员共同接受法律、规则和规范;2、机构认同,团体成员一致认可实施这些法规的机构;3、身份认同,有了团体意识,成员才会承认他们就达成的共识而言是平等的。也就是说,一个待产的“共识Baby”,需要三个“共识之母”来孕育,可见形成一个共识有多么难。相反,我们看到更多的场景是,一言不合就伤害,稍有不慎就攻击。

比特币是如何实现这个共识的呢?首先是激励,即通过每个区块产生一定量的新比特币来激励参与者;其次是引入外部资源确保安全,即通过大量的外部计算来确保共识的安全性,也就是工作量证明(Proof of Power)。这套达成共识的算法因为简单易行,完全去中心化,节点自由进出,几乎被所有POW币种所采用。

激励虽好,但必须保证它一直存在,唯此才能长期吸引参与者。也就是说比特币要一直涨价,才能吸引参与者持续参与挖矿计算,以维护整个网络的运行;否则就会导致参与的人减少,破坏网络安全。由于比特币引入了外部计算来确保安全,因此,只要有足够的挖矿算力(超过维护系统算力的51%)就能对系统成功进行攻击。也正是由于比特币存在的问题,例如消耗大量的资源、外部51%攻击等,才出现了权益证明POSProof of Stake)共识机理。POS看起来很美,其实也是漏洞百出,如POS存在内部的Nothing-at-Stake(常写作N@S)攻击。

目前的共识机制主要有四大类:POWPOSDPOSPOOLDPOS股份授权证明机制,类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账;POOL验证池,基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证机制,这是目前行业链大范围使用的共识机制。比如,以太坊前三个阶段Frontier(前沿)、Homestead(家园)、Metropolis(大都会)采用的是POW共识机制,第四个阶段Serenity(宁静)采用自己创建的POS机制,名为投注共识。这种机制增加了惩罚机制,并基于POS的思想在记账节点中选取验证人。

什么叫固执己见?什么叫仁者见仁智者见智?什么叫公说公有理婆说婆有理?人类社会在很多领域根本没有什么共识机制,也很难达成共识机制,不然怎么会有那么多的战争和杀戮?现实社会共识的形成,主要靠文化、习惯、法律、宗教和其它权威等。人类社会还有许多纷繁复杂的分布式共识机制,还没有被迁移到区块链中。金玉良缘天注定,随着区块链的应用场景越来越多,对共识机制无法形成共识,将会成为一种新常态。

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