解密区块链最强心脏迅雷链共识算法详解

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2018-11-14 09:52   牛华网     

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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全版解读。DPoA+PBFT的算法保证了分布式系统中的强一致性和高下行速率 共识,吸引了在场来宾的关注。

那先 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,每个节点都会维护买车人的数据,那先 数据需要保证一致性。后会不同的节点提供的数据不同,就都在一一三个白多也能正常对外工作的分布式系统。越多越多在区块链中,需要把那先 数据通过克隆qq好友好友和同步,来保持一致性,你这个 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,共识算法的作用假使 制定达成共识的标准,即当数据有所不一起,以谁的为准。张骁深入浅出,用通俗易懂的土措施 ,解释了你这个 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地处某一一三个白多时间点上,允许数据有某些不一致情況的算法。比如比特币采用的算法,假使 并都在典型的概率一致性算法。比特币达成共识的过程中,后会在同一一三个白多时间点一三个白多多不同的节点,都找到了满足你这个 条件的计算公式,就最少都也能产生一一三个白多区块,因此就产生了分叉。当然,你这个 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,其中又也能细分CFT和BFT一三个白多类型。

CFT算法的特点是选用一一三个白多固定的节点数量,假使 有达到你这个 数量的节点确认,这麼共识就算达成。比如总共有1一一三个白多节点,选用假使 一三个白多节点投票确认某次交易,这麼这次交易就算完成。另一一三个白多做的结果是交易确认下行速率 变快,一起结果永远都在选用的,因此不让再次跳出分叉。

BFT算法是另外并都在常见的绝对一致性算法,它达成共识的过程分为一三个白多阶段,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,因此发出预准备消息,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,后会检查通过则向某些节点发送准备消息,并带上买车人的ID信息,一起接收来自某些节点的准备信息。收到准备消息的节点对消息同样进行合法性检查验证,全网中最少2/3的节点验证过的消息,才会真正进入准备情況;

3.提交阶段:向全网所有节点广播进入准备情況的消息,因此由所有节点进行投票,投票数达2/3后会消息通过。

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。比特币出块下行速率 为10分钟,同需要要经过6个区块的确认,也能得到最终的选用。即要经过150分钟后会,某个交易也能得到确认,因此还不一定也能保证支付成功。这在实际应用过程中是无法接受的,谁假使 能付款后需要等一一三个白多小时,也能选用到底有这麼完成付款、拿走东西。

因此,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下行速率 、并发正确处理的要求。

CFT算法的问題是必须正确处理节点间的撮合,比如一三个白多多相熟的节点勾结到一起,另一一三个白多几乎就也能确认所有交易。一起假使 能正确处理节点作恶,比如一一三个白多节点向其中一三个白多节点发出一一三个白多确认请求,再向其它的节点发出另一一三个白多全版相反的确认请求,另一一三个白多就会同一时间形成一三个白多全版不同的交易结果,由此原因系统再次跳出偏差。

因此,CFT算法基本必须在也能确保节点诚实度的情況下使用,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后会性,每一次交易都经过两轮投票,多次验证,因此不让再次跳出恶意交易的情況再次跳出。

但它一三个白多多缺点,一是容错率变低,后会每轮投票都需要最少2/3的节点通过才行,越多越多BFT算法下,节点最多必须容忍必须1/3的节点再次跳出故障,后会超过,整个区块链都在能运行。

其次是后会要进行三个白阶段,每个阶段都需要对全网进行广播,越多越多通信量非常大,是节点总数量的次方级。因此在节点数量比较多的情況下,BFT算法会显得下行速率 很低,简单说,假使 你这个 算法不太适用于多节点的区块链。

迅雷链采用那先 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1150万个节点而产生,迅雷链先是从这1150万个节点中,选用那先 在线稳定、传输通畅、性能较好的优质节点,集中成一一三个白多备选池,再用DPoA算法,从这备选池里选用出一定数量的节点,组成整个迅雷链的记账网络。那先 节点会定期轮换、重选,以正确处理记账节点暴露,被外界攻击。

而在记账过程中,采用PBFT算法。PBFT算法的优点是确认下行速率 快、并发正确处理性能高,因此还永不分叉,有很强的一致性,非常适合于实际商用。

但PBFT都在缺点,一是容错率低,需要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,恰好弥补了你这个 个多不足。

首先,迅雷链所有记账节点都在优中选优选用出来,因此还有血块备用,因此一来节点故障率并都在就不高,二来一旦有节点再次跳出故障,也能从备选池中立即选用新的节点来补上。1150万+的总节点数,保证了随时都在足够的备选节点使用。

一起后会是采用DPoA算法来选用记账节点,越多越多在同一时间记账的节点数量不让越多越多,完美规避了PBFT算法通信量大的缺点。

基于你这个 双重算法的设计,迅雷链也能在保证安全性、去中心化程度的一起,又能实现百万级TPS、秒级确认下行速率 等超高性能,也能保证不分叉、不回滚,是目前最适合实际商用需求的区块链。

张骁最后说,这麼任何并都在共识算法是最好的,某些人必须说到底是POW好,还是DPoA+PBFT好。后会算法好不好,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,需要也能接纳更多的商户上链,也能达到百万级的TPS,也能让交易在每秒级别的时间当中确认。在另一一三个白多的需求下,在结合到有1150万以上节点的玩客云硬件支持,越多越多最终选用了DPoA+PBFT的算法,成就了迅雷链的最强心脏。