解密区块链最强心脏迅雷链共识算法详解

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  11月10日在广州贝塔咖啡举办的迅雷链技术沙龙上,迅雷链底层工程师张骁就迅雷链共识

  算法的内在细节,向到场的开发者和区块链爱好者做了完整解读。DPoA+PBFT的算法保证了分布式系统中的强一致性和高传输带宽共识,吸引了在场来宾的关注。

  那些是共识算法?

  张骁认为,区块链建立在分布式系统上,有若干个节点,每个节点后来维护我本人的数据,那些数据要能 保证一致性。可能不同的节点提供的数据不同,就有无另另一个多要能正常对外工作的分布式系统。只是在区块链中,要能 把那些数据通过一键复制和同步,来保持一致性,一种过程就叫做共识。

  共识过程中所使用的算法就叫共识算法。对于区块链来说,共识算法的作用或者制定达成共识的标准,即当数据有所不一同,以谁的为准。张骁深入浅出,用通俗易懂的最好的法律办法,解释了一种概念。

  当前主流共识算法的分类

  张骁表示,目前共识算法可分为分为概率一致性共识和绝对一致性共识。

  概率一致性共识算法是存在某另另一个多时间点上,允许数据有一点不一致情形的算法。比如比特币采用的算法,或者一种典型的概率一致性算法。比特币达成共识的过程中,可能在同另另一个多时间点有另另一个多不同的节点,都找到了满足一种条件的计算公式,就大概都可不用能 产生另另一个多区块,或者就产生了分叉。当然,一种分叉是会被下一轮的挖矿和共识过程所修正的,最终还是会达成一致,但在其诞生后的一小段时间里,是无法达成一致的。

  绝对一致性共识算法是指数据始终保持一致性的算法,它通过牺牲一定的可用性,保证了数据的一致,其中又可不用能 细分CFT和BFT另另一个多类型。

  CFT算法的特点是选折 另另一个多固定的节点数量,假若有达到一种数量的节点确认,没人共识就算达成。比如总共有1另另一个多节点,选折 假若另另一个多节点投票确认某次交易,没人这次交易就算完成。从前做的结果是交易确认传输带宽变慢,一同结果永远有无选折 的,或者不用总出 分叉。

  BFT算法是另外一种常见的绝对一致性算法,它达成共识的过程分为另另一个多阶段,分别是预准备、准备还有提交,其共识过程是:

  1.预准备阶段:某个节点为从客户端收到的请求分配提案编号,或者发出预准备消息,广播给其它节点;

  2.准备阶段:其它节点收到预准备消息后,检查消息合法性,可能检查通过则向一点节点发送准备消息,并带上我本人的ID信息,一同接收来自一点节点的准备信息。收到准备消息的节点对消息同样进行合法性检查验证,全网中大概2/3的节点验证过的消息,才会真正进入准备情形;

  3.提交阶段:向全网所有节点广播进入准备情形的消息,或者由所有节点进行投票,投票数达2/3后来消息通过。

  各种共识算法的优缺点

  张骁指出,以比特币为代表的概率一致性算法的缺点是,对确认时间的要求比较长。比特币出块传输带宽为10分钟,一同要能 经过6个区块的确认,要能得到最终的选折 。即要经过400分钟后来,某个交易要能得到确认,或者还不一定要能保证支付成功。这在实际应用过程中是无法接受的,谁或者能付款随后来 等另另一个多小时,要能选折 到底有没人完成付款、拿走东西。

  或者,概率一致性算法不适合实际商用,无法满足实际商业场景中对交易确认传输带宽、并发补救的要求。

  CFT算法的疑问是只能补救节点间的撮合,比如有另另一个多相熟的节点勾结到一同,从前几乎就可不用能 确认所有交易。一同或者能补救节点作恶,比如另另一个多节点向其中另另一个多节点发出另另一个多确认请求,再向其它的节点发出从前完整相反的确认请求,从前就会同一时间形成另另一个多完整不同的交易结果,由此原困分析系统总出 偏差。

  或者,CFT算法基本只能在要能确保节点诚实度的情形下使用,比如私有链。

  BFT算法弥补了CFT的漏洞,杜绝了节点撮合交易和作恶的可能,每一次交易都经过两轮投票,多次验证,或者不用总出 恶意交易的情形总出 。

  但它有另另一个多缺点,一是容错率变低,可能每轮投票都要能 大概2/3的节点通过才行,只是BFT算法下,节点最多只能容忍只能1/3的节点总出 故障,可能超过,整个区块链有无能运行。

  其次是可能要进行3个阶段,每个阶段都要能 对全网进行广播,只是通信量非常大,是节点总数量的次方级。或者在节点数量比较多的情形下,BFT算法会显得传输带宽很低,简单说,或者一种算法不太适用于多节点的区块链。

  迅雷链采用那些共识算法?

  基于以上共识算法都无法满足要求,为了更好的适应各种大型商业场景,迅雷链提出了独有的同构多链架构结合DPoA+PBFT的共识算法。

  迅雷链基于玩客云共享计算提供的400万个节点而产生,迅雷链先是从这400万个节点中,选折 那些在线稳定、传输通畅、性能较好的优质节点,集中成另另一个多备选池,再用DPoA算法,从这备选池里选折 出一定数量的节点,组成整个迅雷链的记账网络。那些节点会定期轮换、重选,以补救记账节点暴露,被外界攻击。

  而在记账过程中,采用PBFT算法。PBFT算法的优点是确认传输带宽快、并发补救性能高,或者还永不分叉,有很强的一致性,非常适合于实际商用。

  但PBFT有无缺点,一是容错率低,要能 保证记账节点拥有较高的在线率,二是通信量大,不适合于越多节点的区块链。迅雷链自身的特点,恰好弥补了一种个多多过高 。

  首先,迅雷链所有记账节点有无优中选优选折 出来,或者还有少量备用,或者一来节点故障率一种就不高,二来一旦有节点总出 故障,可不用能 从备选池中立即选折 新的节点来补上。400万+的总节点数,保证了随时有无足够的备选节点使用。

  一同可能是采用DPoA算法来选折 记账节点,只是在同一时间记账的节点数量不用只是,完美规避了PBFT算法通信量大的缺点。

  基于一种双重算法的设计,迅雷链要能在保证安全性、去中心化程度的一同,又能实现百万级TPS、秒级确认传输带宽等超高性能,要能保证不分叉、不回滚,是目前最适合实际商用需求的区块链。

  张骁最后说,没人任何一种共识算法是最好的,当让我们儿只能说到底是POW好,还是DPoA+PBFT好。可能算法好不好,要根据实际承载的区块链来判定,通过区块链面向的业务场景和目标去考量。迅雷链作为区块链3.0时代的引领者,要能 要能接纳更多的商户上链,要能达到百万级的TPS,要能让交易在每秒级别的时间当中确认。在从前的需求下,在结合到有400万以上节点的玩客云硬件支持,只是最终选折 了DPoA+PBFT的算法,成就了迅雷链的最强心脏。