什么是股權(quán)委托證明機(jī)制DPOS

股權(quán)委托證明機(jī)制（Delegated Proof of Stake， DPOS）是目前最快、最高效、最分布式且最靈活的共識(shí)模型。DPOS最大程度的用股東投票權(quán)通過一種公平且民主的方式解決共識(shí)問題。所有的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從費(fèi)率計(jì)劃到區(qū)塊間隔及交易大小，可由選舉產(chǎn)生的代表來調(diào)整。明確選定區(qū)塊生產(chǎn)者使得平均只需1秒就能確認(rèn)交易。也許最重要的是，共識(shí)協(xié)議的目的是保護(hù)所有參與者不受不必要的監(jiān)管干擾。

BitShares是一個(gè)最早的和最重要的用于跟蹤數(shù)字資產(chǎn)的賬本形式的全球分布式數(shù)據(jù)庫。所有對(duì)總帳的變更都必須以適當(dāng)?shù)捻樞蝌?yàn)證并寫入數(shù)據(jù)庫來保持一致性并持續(xù)提升共識(shí)。變更寫入順序達(dá)成共識(shí)的過程就是股權(quán)委托證明機(jī)制（DPOS）。

概覽

任何一致性共識(shí)機(jī)制必須解決的問題都包括但不限于：

1. 應(yīng)該由誰產(chǎn)生下一個(gè)打包了數(shù)據(jù)庫變更的區(qū)塊？

2. 應(yīng)該在什么時(shí)間產(chǎn)生下一個(gè)區(qū)塊？

3. 什么交易應(yīng)被打包進(jìn)區(qū)塊？

4. 對(duì)協(xié)議的變更如何生效？

5. 應(yīng)該如何來解決競爭的交易歷史？

目標(biāo)是要找到這些問題的答案，從而確保達(dá)成共識(shí)的過程足夠健壯以抵御試圖控制網(wǎng)絡(luò)的攻擊。在實(shí)踐中，取得控制意味著能夠單方面篡改交易。這個(gè)過程也應(yīng)該足夠健壯來抵御試圖利用不同電腦上短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫不一致而獲利的攻擊。

選定見證人的區(qū)塊生成 Block Production by Elected Witnesses

選擇見證人這個(gè)詞是因?yàn)樗且粋€(gè)不受管制的法律上中立的用語。傳統(tǒng)合同一般有見證人簽字的地方。對(duì)于極其重要的合同，有時(shí)會(huì)用公證人。無論是見證人還是公證人都不是合同的當(dāng)事人，但他們?cè)谧C明特定人士在特定時(shí)間簽署了合同中扮演了重要角色。在BitShares，見證人在證明交易簽名和時(shí)間上，通過將其打包進(jìn)區(qū)塊扮演了類似的角色。

在DPOS中，股權(quán)持有者可以選擇任意數(shù)量的見證人來生成區(qū)塊。每個(gè)區(qū)塊是一組變更數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的交易的集合。每個(gè)帳戶允許每股一票選舉見證人，這個(gè)過程稱為批準(zhǔn)投票。獲票前N名的見證人會(huì)被選用。見證人的個(gè)數(shù)（即N）的確定需要至少50%的投票人認(rèn)為足夠去中心化。在股權(quán)持有者設(shè)置他們心儀的見證人個(gè)數(shù)時(shí)，也必須投票給至少這個(gè)數(shù)目的見證人。股權(quán)持有者不能超限投票。

見證人每生成一個(gè)區(qū)塊都會(huì)因提供服務(wù)而獲得報(bào)酬。他們的費(fèi)率是由股權(quán)持有者通過他們選出的委托人設(shè)置（稍后將討論）。如果一個(gè)見證人未能生成一個(gè)區(qū)塊，那么他將得不到報(bào)酬，并在將來有可能落選。

活躍見證人的名單每個(gè)維護(hù)間隔（1天）在統(tǒng)計(jì)選票是更新一次。然后，這些見證人會(huì)隨機(jī)排序，根據(jù)這個(gè)固定順序每2秒有一個(gè)見證人獲得生成一個(gè)區(qū)塊的機(jī)會(huì)。當(dāng)所有見證人都獲得了機(jī)會(huì)后，他們被再次隨機(jī)排序。如果某個(gè)見證人在他的時(shí)間窗口中沒有生成區(qū)塊，這個(gè)時(shí)間窗口將被跳過，下一個(gè)見證人來生成下一個(gè)區(qū)塊。

任何人都可以通過觀察見證人參與率來監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)健康狀況。從歷史上看，BitShares一直保持著99％的見證人參與率。無論何時(shí)出現(xiàn)見證人參與率低于一定水平時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的用戶可以延長交易確認(rèn)時(shí)間，并提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)連通性的警惕。這個(gè)特性讓BitShares有了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，就是在問題出現(xiàn)1分鐘內(nèi)便能提醒用戶潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

選定委托人進(jìn)行參數(shù)調(diào)整 Parameter Changes by Elected Delegates

選出委托人的方法和見證人類似。委托人能夠成為一個(gè)有著發(fā)布網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修改權(quán)限的特殊賬號(hào)的共同簽名者。這個(gè)賬號(hào)被稱為創(chuàng)世賬號(hào)。這些參數(shù)包括交易費(fèi)、區(qū)塊大小、見證人報(bào)酬以及區(qū)塊的時(shí)間間隔等所有內(nèi)容。當(dāng)大多數(shù)委托人都認(rèn)可了一個(gè)的變更提議后，股權(quán)持有者有2周的審核周期，在此期間，他們可以投票罷免委托人從而廢止變更提議。

選擇這種設(shè)計(jì)是為了保證委托人從技術(shù)角度并沒有任何直接的權(quán)力，所有對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的變更最終都是由股權(quán)持有者批準(zhǔn)。這樣做是為了保護(hù)委托人脫離可能施加在密碼學(xué)貨幣經(jīng)營者或管理員上的管制。在DPOS下，我們可以真正地說，管理權(quán)掌握在用戶手中，而不是委托人或見證人。

不同于見證人，委托人沒有報(bào)酬。當(dāng)然，這些參數(shù)并不期望被頻繁更改。

技術(shù)上創(chuàng)世賬號(hào)可以執(zhí)行任何其他帳戶可以執(zhí)行的操作，這意味著可以向創(chuàng)世賬號(hào)發(fā)送資金或指定創(chuàng)世賬號(hào)作為仲裁代理。創(chuàng)世帳戶也可同樣用于發(fā)行新資產(chǎn)。還有無數(shù)個(gè)應(yīng)用中，選定的委托人可以幫助股權(quán)持有者完成需要高信任度和責(zé)任背書的任務(wù)。

規(guī)則變更（又名硬分叉） Changing the Rules （aka Hard Forks）

有時(shí)，有必要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)來添加新的功能。在DPOS下，所有更改必須由活躍的股權(quán)持有者的準(zhǔn)許而觸發(fā)。雖然在技術(shù)上見證人可以串謀單方面修改軟件，但這么做不符合他們的利益。見證人是基于他們對(duì)區(qū)塊鏈的中立承諾而被選中。保持中立讓見證人免受他們是網(wǎng)絡(luò)的管理者、經(jīng)理、老板、運(yùn)營商的指責(zé)。見證人僅僅是股權(quán)持有者的雇員。

開發(fā)人員會(huì)去實(shí)現(xiàn)他們認(rèn)為合適的變更，只要這些變更得到股權(quán)持有者的批準(zhǔn)。這一策略盡可能相同的保護(hù)開發(fā)者和股權(quán)持有者，并確保沒有人能單方面控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。

改變規(guī)則的閾值和更換51%的選定見證人是相同的。參與選舉見證人的股權(quán)持有者越多，改變規(guī)則就越難。

從根本上，改變規(guī)則取決于網(wǎng)絡(luò)上的所有人升級(jí)他們的軟件，且沒有什么區(qū)塊鏈層面的協(xié)議強(qiáng)行規(guī)定了變更規(guī)則是如何執(zhí)行的。這意味著，硬分叉式的“漏洞修復(fù)”可以在不需要股權(quán)持有者投票的情況下推出，只要代碼的行為符合普遍預(yù)期。

在實(shí)踐中，只有嚴(yán)重影響安全的硬分叉應(yīng)該以這種方式實(shí)現(xiàn)。即使是最輕微的修改，開發(fā)人員和見證人也應(yīng)等待股權(quán)持有者批準(zhǔn)。

雙重支付型攻擊 Double Spend Attack

雙重支付可以隨時(shí)發(fā)生在區(qū)塊鏈重選導(dǎo)致之前包含的交易被排除時(shí)。這意味著見證人因互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)的干擾引發(fā)了通訊中斷。有了DPOS，因通訊故障帶來可能的雙重支付型攻擊的概率是很低的。

網(wǎng)絡(luò)有能力監(jiān)測(cè)其自身的健康狀態(tài)，因此可以立即檢測(cè)到任何如見證人沒有按時(shí)生成區(qū)塊這樣的通訊丟失。如果發(fā)生這種情況，用戶有必要等超過半數(shù)的見證人確認(rèn)了他們的交易，這可能需要一到兩分鐘。

作為股權(quán)證明的交易 TransacTIons as Proof of Stake

網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)事務(wù)可以選擇性地包含最近塊的散列。如果這樣做，交易簽名者可以確信他們的交易不會(huì)應(yīng)用于任何不包含該塊的區(qū)塊鏈。這個(gè)過程的一個(gè)副作用是，隨著時(shí)間的推移，所有利益相關(guān)者最終都會(huì)直接證明交易歷史的長期完整性。

區(qū)塊鏈重組 Blockchain ReorganizaTIons

由于所有的證人都是經(jīng)過選舉產(chǎn)生的，高度負(fù)責(zé)，并且有專門的時(shí)間來制作積木，因此很少有兩種相互競爭的鏈條存在的情況。網(wǎng)絡(luò)延遲有時(shí)會(huì)阻止一個(gè)證人及時(shí)接收到之前的塊。如果發(fā)生這種情況，下一個(gè)證人將通過建立他們最先收到的任何一個(gè)塊來解決問題。有99%的證人參與，一筆交易有99%的機(jī)會(huì)在一個(gè)證人之后得到確認(rèn)。

雖然系統(tǒng)對(duì)自然的鏈重組事件具有強(qiáng)大的功能，但是仍然存在一些潛在的軟件bug、網(wǎng)絡(luò)中斷、不稱職的或惡意的目擊者來創(chuàng)建超過一兩個(gè)塊的多個(gè)競爭歷史。軟件總是選擇證人參與率最高的區(qū)塊鏈。一個(gè)單獨(dú)操作的證人每輪只能產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊，并且參與率總是低于大多數(shù)人。任何證人（或少數(shù)證人群體）都無法產(chǎn)生參與率更高的區(qū)塊鏈。參與率的計(jì)算方法是將預(yù)期生成的塊數(shù)與實(shí)際生成的塊數(shù)進(jìn)行比較。

最大分散化 Maximally Decentralized

在DPOS下，每個(gè)利益相關(guān)者的影響力與他們的利益成正比，沒有任何利益相關(guān)者被排除在行使這種影響力之外。市場(chǎng)上的所有其他共識(shí)系統(tǒng)都將絕大多數(shù)利益相關(guān)者排除在外。替代品排除利益相關(guān)者的方式有很多種。一些替代方案使用僅限邀請(qǐng)的系統(tǒng)。另一些人排除了參與，因?yàn)樗麄兊膮⑴c成本高于收入。還有一些系統(tǒng)在技術(shù)上允許每個(gè)人都參與其中，但是它們可以被一些大型玩家安全地忽略，而這些大型玩家生成了絕大多數(shù)塊。只有DPOS才能確保塊生產(chǎn)在大多數(shù)人之間均勻分配，并且每個(gè)人都有經(jīng)濟(jì)上可行的方法來影響這些人。