工作量證明PoH與其他協(xié)議相比的優(yōu)勢(shì)是什么

當(dāng)然，區(qū)塊鏈領(lǐng)域最大的諷刺在于，從來(lái)沒(méi)有人就“最佳”共識(shí)模型達(dá)成任何協(xié)議。比特幣和以太坊因分別開(kāi)創(chuàng)了區(qū)塊鏈和智能合約平臺(tái)的概念而廣受贊譽(yù)，但它們也因缺乏可伸縮性而受到嚴(yán)厲批評(píng)。可伸縮性的挑戰(zhàn)主要是由于他們使用了工作量證明（PoW）共識(shí)方法。

因此，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)一直致力于設(shè)計(jì)一種不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)參與者之間的共識(shí)。它消除了POW造成的瓶頸，但仍然實(shí)現(xiàn)了去中心化的安全性，同時(shí)在激勵(lì)誠(chéng)實(shí)的行動(dòng)者和威懾壞人之間保持了適當(dāng)?shù)钠胶狻?/p>

到目前為止，已經(jīng)有幾十次嘗試來(lái)解決PoW的這個(gè)難題了。然而，只有少數(shù)幾個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者出現(xiàn)，即權(quán)益證明（PoS）和委托權(quán)益證明（dPoS）。

然而，一匹新馬參與了進(jìn)來(lái)。一個(gè)名為Solana的區(qū)塊鏈項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)一個(gè)安全的、可伸縮的區(qū)塊鏈，它在測(cè)試網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)了每秒處理50，000個(gè)交易。它是如何做到這一點(diǎn)的？通過(guò)一種新的共識(shí)方法，叫做歷史證明。

歷史證明的解釋

歷史證明（Proof of History， PoH）旨在通過(guò)將時(shí)間本身編碼到區(qū)塊鏈中來(lái)減輕處理塊中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載。在常規(guī)的區(qū)塊鏈中，對(duì)特定塊的挖掘時(shí)間達(dá)成一致意見(jiàn)與對(duì)該塊中的交易是否存在達(dá)成一致意見(jiàn)一樣重要。時(shí)間戳非常重要，因?yàn)樗嬖V網(wǎng)絡(luò)（以及任何觀察者）交易以特定的順序發(fā)生。

在PoW場(chǎng)景中，成功的礦工首先找到正確的值，這需要一定的計(jì)算能力才能執(zhí)行。然而，PoH使用了一個(gè)新的加密概念，稱為可驗(yàn)證延遲函數(shù)（VDFs）。VDF只能通過(guò)應(yīng)用一組特定的連續(xù)步驟的單個(gè)CPU核心來(lái)解決。不允許并行處理，因此很容易準(zhǔn)確定義應(yīng)用這些步驟需要多長(zhǎng)時(shí)間。也就是說(shuō)時(shí)間的浪費(fèi)是顯而易見(jiàn)的。

PoH解決了時(shí)間的挑戰(zhàn)，從而減少了區(qū)塊鏈的處理重量，使其更輕、更快。Solana將PoH與一種名為Tower Byzantine Fault Tolerance （Tower BFT）的安全協(xié)議組合在一起，該協(xié)議允許參與者設(shè)置代幣，以便對(duì)PoH哈希值的有效性進(jìn)行投票。如果參與者投票支持與PoH記錄不匹配的分叉，則此協(xié)議將對(duì)參與者進(jìn)行懲罰。

此外，Solana還部署了權(quán)益關(guān)系證明（PoS），作為確定誰(shuí)可以作為塊驗(yàn)證器參與的一種方法。

PoH的競(jìng)爭(zhēng)者

那么，PoH與之前的協(xié)議相比如何呢？

工作量證明（PoH）

工作量證明和歷史證明有一些相似之處。這兩種方法都依賴于計(jì)算能力的確定支出來(lái)生成塊。

與比特幣和大多數(shù)其他PoW區(qū)塊鏈一樣，Solana也使用SHA-256算法。這就提出了ASIC能否顯著加快PoH中VDF函數(shù)求解的問(wèn)題。

Solana認(rèn)為，這不是一個(gè)挑戰(zhàn)，大多數(shù)asic的處理能力將在可接受的范圍內(nèi)用于更廣泛的網(wǎng)絡(luò)。

因?yàn)镻oH從網(wǎng)絡(luò)上消除了時(shí)間戳的負(fù)擔(dān)，所以它產(chǎn)生的區(qū)塊鏈比迄今為止使用PoW所能實(shí)現(xiàn)的任何區(qū)塊鏈都要輕得多、快得多。

權(quán)益證明（PoS）

權(quán)益證明（PoS）是以太坊長(zhǎng)期承諾的可伸縮性解決方案。在PoS中，網(wǎng)絡(luò)參與者用籌碼來(lái)表示成為下一個(gè)塊礦工并獲得相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)的機(jī)會(huì)。

然而，PoS帶來(lái)了一個(gè)重大的挑戰(zhàn)，被稱為“沒(méi)有什么風(fēng)險(xiǎn)”?！霸赑oW區(qū)塊鏈中，礦工一次只能在一條鏈子上采礦，而不能在分叉上。然而，在PoS中，礦工可以將他們的代幣放置在同一個(gè)區(qū)塊鏈的許多不同的分叉上。

以太坊將在2020年實(shí)施PoS，通過(guò)對(duì)投票給錯(cuò)誤區(qū)塊鏈的礦工實(shí)施懲罰來(lái)克服這一挑戰(zhàn)。Vitalik Buterin之前還提出了第二種解決方案，即懲罰任何對(duì)任何給定塊的兩個(gè)不同版本進(jìn)行投票的人。

PoH協(xié)議本身并不阻止惡意的參與者。因此，Solana部署了Tower BFT向網(wǎng)絡(luò)參與者保證，如果發(fā)現(xiàn)壞人投票反對(duì)PoH，他們的權(quán)益將被“削減”，從而受到懲罰。

就其本身而言，PoS也很容易受到遠(yuǎn)程攻擊，因此較早的參與者可以通過(guò)對(duì)較晚加入的參與者生成的塊進(jìn)行抵抗來(lái)劫持鏈。Tower BFT通過(guò)規(guī)范化獲得超過(guò)三分之二網(wǎng)絡(luò)投票的塊來(lái)防止這種攻擊。

此外，塊生產(chǎn)時(shí)間僅為400毫秒，并且在隨后的每400 m/s時(shí)間段過(guò)后，回滾時(shí)間將加倍。因此，大約12秒后，回滾網(wǎng)絡(luò)所需的時(shí)間將達(dá)到幾十年。

委托權(quán)益證明（dPoS）

EOS和其他人使用委托權(quán)益證明（dPoS），通過(guò)將塊生產(chǎn)委托給少數(shù)網(wǎng)絡(luò)參與者來(lái)實(shí)現(xiàn)更快的吞吐量。這些塊生成器是由代幣持有者選出的。在EOS中，只有21個(gè)塊生產(chǎn)者控制網(wǎng)絡(luò)。

EOS發(fā)布后，這方面的挑戰(zhàn)幾乎可以立即顯現(xiàn)出來(lái)。只有21個(gè)塊生產(chǎn)者意味著網(wǎng)絡(luò)高度集中。此外，還有一種風(fēng)險(xiǎn)是，選民會(huì)聚集在一起，試圖操縱對(duì)他們有利的區(qū)塊生產(chǎn)者選舉，就像EOS被指責(zé)的那樣。該協(xié)議僅依賴于投票群體來(lái)選舉將為網(wǎng)絡(luò)利益行事的塊生產(chǎn)者。

相反，PoH與Tower BFT的合并，通過(guò)引入一種強(qiáng)大的抑制因素，阻止了糟糕的參與者，即如果他們投票反對(duì)共識(shí)，他們的權(quán)益將被大幅削減。與dPoS相比，這種威脅增強(qiáng)了安全性。

盡管底層技術(shù)有些復(fù)雜，但是PoH與Tower BFT的結(jié)合可能被證明是區(qū)塊鏈所期待的最關(guān)鍵的共識(shí)協(xié)議。它需要首先在Solana的主要網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)自己的承諾，然后供他人效仿。但其結(jié)果如何，只有時(shí)間會(huì)告訴我們。