区块链其他PoX共识


随着公链技术的快速发展,各类适用于大规模网络的PoX共识层出不穷。这里,选择几个比较有代表性的共识方法进行对比介绍。

权威证明与声誉证明

权威证明(PoA)的思路是,网络中的交易均由一批被称为验证者的可靠账户或节点来完成交易验证并打包生成区块。节点在成为验证者之前需要进行验证,然后被系统指定或完成一些较困难的任务来取得验证者资格。

应用这种方式的区块链平台主要包括POA.Network和以太坊的Kovan测试网等。

另一种与信任、信誉相关的共识方法是声誉证明(PoR)。典型的PoR区块链平台为GoChain等,对参与的节点采用了验证与惩罚的机制。

当节点“证明”自己有足够高的声誉并通过验证之后即可作为可信任的节点参与共识,而此后的共识过程可以与PoA类似;但如果共识的节点被发现作恶或者试图作恶,则会面临着十分严厉的惩罚,很容易在短时间内毁掉节点积累很长时间的名誉。PoR以这种高作恶成本的方式来避免共识节点作恶,实现网络的安全。

PoA/PoR的优点在于不需要进行类似PoW的记账权竞争,因此共识速度较快,不需要大量额外计算。

和现实世界中的声誉类似,其缺点是更适合于“熟人社会”,即区块链中的联盟链、私有链等。而且由于交易都是由验证者来完成的,所以会带有一定的中心化特点。

空间存储类证明(PoSp/PoC/PoST/PoRep)

除了计算资源之外,计算机中还有一类有价值的资源是存储。存储空间也可以作为用户参与区块链博弈的一个“筹码”。

空间存储类证明与PoW类似,但并不是采用计算哈希的工作量证明方式,而是通过用户贡献了存储空间来证明挖矿者付出了代价。

具体到实现细节上会有各类变种,例如PoC(Proof of Capacity)、PoSt(Proof of Spacetime)、PoRep(Proof of Replication)等。

应用空间证明的区块链系统包括Burstcoin、SpaceMint、Chia等。备受关注的Filecoin在未来上线时可能也会采用与空间存储类证明类似的共识机制。

在空间证明时,节点用户需要将一段数据发送给验证者,用来证明自己为系统保留了一部分存储空间。验证的过程可以采取“抽查”的方式:验证者会让节点出示其存储数据中一些随机位置上的内容,进而验证该节点是否真的保存了数据。

空间证明是一种对资源比较友好的共识方式,而且存储内容可以与分布式存储业务很好地结合。但缺点在于要实现好并不容易,还有不少问题需要解决,例如,多个节点共用一个存储空间进行女巫攻击、证明时,如果没有进行很好的优化,可能会耗费大量的网络通信资源等问题。

时间证明

时间证明(Proof of Elapsed Time,PoET)由Intel在Hyperledger Sawtooth项目中提出。它在某些方面和PoW完成一个需要耗费一定时间的思想类似,采用的方式是各个节点产生一个随机长度的等待时间,当第一个节点结束等待,也就是产生了最短等待时间的节点时来提交区块,以此方式简化PoW的哈希运算过程,直接获得控制网络中提案数目的效果。

可以看到这个想法简单直接,但显然PoET的这个共识过程需要保证随机产生这个休眠时间的过程足够随机、足够公平,而且“醒来”的节点也需要能够证明自己已经等待了足够长的时间。因此,与其他很多PoX类共识不同的是,PoET需要基于TEE(可信执行环境),例如Intel推出的SGX,通过集成硬件的方式来解决随机选择挖矿者的问题。

其优点在于,共识方法简单,易于实现。但缺点是需要使用专门的硬件设备,较难推广至公有链。

燃烧证明

燃烧证明(Proof of Burn,PoB),是一种“烧钱”的证明。和PoS类似,挖矿权也是与自身持有通证的多少有关。不同之处在于,PoS一般会采用持有或投注的方式来计算挖矿概率;而PoB需要将通证销毁掉,以此来换回挖矿权。

具体“烧钱”的过程是用户将通证发送到一些随机生成的、其私钥不被任何人掌握的地址。因为没有私钥,可以认为这些通证永远消失了。因此这些地址也被形象地称为食客地址,会像黑洞一样吞噬发送过来的通证。

用来烧的“钱”也有多种形式,可以是本平台的原生通证,也可以是比特币等主流品种。燃烧后,PoB将根据一个随机选择的过程确定用户的未来挖矿权。

烧钱越多,那么获得未来挖矿权的可能性就越大。然而“烧钱一时爽”,随着时间的推移,烧钱玩家越来越多,挖矿的概率也就越来越低,因此这也鼓励着用户去“一直烧钱一直爽”。

采用PoB的区块链平台主要包括Slimcoin、TGCoin等。

这种共识方式在一定程度上可以避免通货膨胀,有利于保护数字资产持有者的利益。但缺点在于这种方式仍然会直接和间接地消耗很多资源,并有可能会依赖于其他区块链系统以及相应的资产价格,例如比特币等。

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