這項(xiàng)技術(shù)深入研究由Chjango Unchained編寫(xiě)魄宏。本文比較了不同的共識(shí)系統(tǒng)秸侣，它們?yōu)镋OS和Tendermint提供了關(guān)于每種基礎(chǔ)技術(shù)以及它們有什么樣的獨(dú)特地類似證明（PoS）能力。

在由單個(gè)組織運(yùn)行的傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)中宠互，信任和安全由防火墻味榛，信息安全團(tuán)隊(duì)和硬件安全來(lái)提供，以確保惡意行為者不會(huì)破壞分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性予跌。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)需要一種不同的架構(gòu)搏色，其中信任機(jī)制在許多組織之間分配，但我們必須容忍系統(tǒng)中的對(duì)抗角色券册。區(qū)塊鏈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是安全模型俭厚，博弈論，計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)構(gòu)聲譽(yù)之間的權(quán)衡搭综。

比特幣的Nakamoto共識(shí)放棄了傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)拜占庭容錯(cuò)（BFT）設(shè)計(jì)中終結(jié)性的保證妄帘，以換取開(kāi)放式的準(zhǔn)入安全模型星立。這需要成本。如果惡意行為者可以控制50.1％的hashpower，系統(tǒng)根本不提供任何保證。在25％時(shí)操骡，游戲理論機(jī)制中由于自私的挖掘而開(kāi)始不穩(wěn)定，并且概率收斂變得不穩(wěn)定赚窃。這些攻擊中的每一個(gè)都從根本上改變了輕客戶端證明所需的假設(shè)册招，這些假設(shè)使得區(qū)塊鏈方法在互聯(lián)網(wǎng)上能夠擴(kuò)散。

Cosmos和EOS是進(jìn)一步權(quán)衡的研究勒极。Cosmos依靠對(duì)正式拜占庭容錯(cuò)的嚴(yán)格保證是掰，以建立對(duì)模棱兩可的強(qiáng)有力的懲罰，并建立一系列保證辱匿，擴(kuò)展到整個(gè)區(qū)塊鏈的互聯(lián)網(wǎng)键痛。EOS在很大程度上依賴于機(jī)構(gòu)聲譽(yù)，以達(dá)到中本共識(shí)與計(jì)算機(jī)科學(xué)研究表明的可能共識(shí)之間的形式共識(shí)匾七。讓我們仔細(xì)來(lái)看看散休。

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Tendermint

Tendermint開(kāi)源項(xiàng)目誕生于2014年，旨在解決比特幣的工作證明共識(shí)算法的速度乐尊，可擴(kuò)展性和環(huán)境問(wèn)題。通過(guò)使用和改進(jìn)1988年在麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的BFT算法划址，Tendermint團(tuán)隊(duì)是第一個(gè)在概念上展示股權(quán)證明加密貨幣的公司扔嵌，它解決了第一代股權(quán)證明加密貨幣所遭受的無(wú)關(guān)緊要問(wèn)題。比如NXT和BitShares1.0夺颤。

Tendermint Core是一種拜占庭容錯(cuò)（BFT）共識(shí)引擎痢缎，可以抵御雙重攻擊，并且能夠容忍網(wǎng)絡(luò)中一組高達(dá)1/3的拜占庭角色世澜。Tendermint應(yīng)用程序區(qū)塊鏈接口（ABCI）平臺(tái)是一個(gè)適用于區(qū)塊鏈應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員的工具包独旷。該工具包與任何編程語(yǔ)言兼容，允許對(duì)僅運(yùn)行業(yè)務(wù)邏輯的去中心化應(yīng)用程序進(jìn)行更高級(jí)別的開(kāi)發(fā)寥裂，而無(wú)需在共識(shí)層上進(jìn)行更低級(jí)別的修補(bǔ)嵌洼。Ethermint等平臺(tái)建立在Tendermint ABCI平臺(tái)之上。

另一個(gè)建立在Tendermint ABCI之上的項(xiàng)目是Cosmos Network封恰，它被設(shè)計(jì)為“區(qū)塊鏈互聯(lián)網(wǎng)”麻养。Cosmos設(shè)想了一個(gè)可互操作的多鏈網(wǎng)絡(luò)，它提供了在獨(dú)立區(qū)塊鏈（稱為區(qū)域）之間無(wú)信任地交換加密資產(chǎn)的方法诺舔，通過(guò)稱為Cosmos Hub的主集線器鏈鳖昌。為了使區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)人員盡可能輕松备畦，Cosmos還附帶了一個(gè)名為Cosmos-SDK的工具包，使開(kāi)發(fā)人員可以使用即插即用模塊輕松創(chuàng)建自定義區(qū)塊鏈许昨。

EOS

EOS將自身作為一種用于為消費(fèi)者構(gòu)建的企業(yè)分布式應(yīng)用解決方案的操作系統(tǒng)懂盐。

與以太坊一樣，EOS是一個(gè)支持智能合約的托管平臺(tái)糕档，適用于開(kāi)源項(xiàng)目和面向消費(fèi)者的去中心化應(yīng)用程序莉恼。與以太坊相比，EOS承諾通過(guò)權(quán)衡分權(quán)來(lái)實(shí)現(xiàn)更好翼岁，更具可擴(kuò)展性的系統(tǒng)类垫。其共識(shí)系統(tǒng)稱為Delegated-of-Stake，或dPoS琅坡，是一個(gè)聯(lián)盟區(qū)塊鏈悉患，由一組稱為排名代表的主節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證。與作為分布式全球超級(jí)計(jì)算機(jī)的以太坊虛擬機(jī)不同榆俺，EOS承諾構(gòu)建“去中心化操作系統(tǒng)”售躁。

主要特點(diǎn)一覽

作為同步機(jī)制的區(qū)塊鏈必須解決缺乏現(xiàn)時(shí)的通用問(wèn)題。因此茴晋，Tendermint像所有容錯(cuò)系統(tǒng)一樣陪捷，假定部分節(jié)點(diǎn)同步網(wǎng)絡(luò)。這是與EOS的重要區(qū)別诺擅，EOS僅在完全同步的機(jī)器中具有容錯(cuò)性市袖。EOS和Tendermint都運(yùn)行在委托證明的個(gè)人變體上。但是烁涌，每個(gè)協(xié)議都以非常不同的方式定義委托“delegate”苍碟。

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EOS dPoS（democracy-as-proof-of-stake 委托股權(quán)證明）

EOS將“delegators委托人”定義為區(qū)塊鏈民主選舉的區(qū)塊驗(yàn)證者；該術(shù)語(yǔ)與“block validators塊驗(yàn)證器”可互換使用撮执。有一小組21個(gè)“delegates”充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點(diǎn)微峰。代表的“job”是在擴(kuò)展鏈條之外簽署和驗(yàn)證交易。這些代表被EOS代幣的利益相關(guān)者投票選為“office”抒钱。Daniel Larimer選擇在EOS中任命21名代表的原因是因?yàn)槿魏胃喽疾焕诶嫦嚓P(guān)者的關(guān)注蜓肆，從而導(dǎo)致選民做出糟糕的決定。

“你需要2/3多數(shù)才能擁有真實(shí)性的制度谋币。最初BitShares從100開(kāi)始仗扬。對(duì)這100人的監(jiān)督不夠，因?yàn)闆](méi)有足夠的選民注意力來(lái)決定瑞信。將其降低到21可以降低系統(tǒng)成本厉颤。網(wǎng)絡(luò)必須向每個(gè)運(yùn)行完整節(jié)點(diǎn)的人付費(fèi)》布颍“ - Daniel Larimer

Vitalik Buterin將EOS描述為一個(gè)聯(lián)盟鏈逼友，它刪除了“Merkle證據(jù)和任何其他保護(hù)措施精肃，允許普通用戶審計(jì)系統(tǒng)執(zhí)行的任何部分，除非他們想親自運(yùn)行一個(gè)完整的節(jié)點(diǎn)帜乞∷颈В”這是不切實(shí)際的，因?yàn)橐揽坑脩魜?lái)運(yùn)行完整節(jié)點(diǎn)以便能夠?qū)徲?jì)拜占庭（或簡(jiǎn)稱疏忽）委托人而沒(méi)有像Merkle證明這樣的內(nèi)置客戶端驗(yàn)證機(jī)制使協(xié)調(diào)問(wèn)題難以解決黎烈。

沒(méi)有所述內(nèi)置機(jī)制习柠，就必須嚴(yán)重依賴額外協(xié)議手段，甚至成為共識(shí)問(wèn)題照棋。EOS dPoS依賴于其利益相關(guān)者外在地準(zhǔn)確評(píng)估委托人的表現(xiàn)资溃，以（有希望）做出關(guān)于雇用和解雇其代表的合理決定（畢竟這是一個(gè)民主）。此外烈炭，像Cosmos中的重要協(xié)議更改是通過(guò)治理實(shí)現(xiàn)的溶锭。

EOS使用代幣投票實(shí)現(xiàn)權(quán)力發(fā)放，利益相關(guān)者擁有的EOS代幣越多符隙，其投票權(quán)就越大趴捅。EOS代幣還可以用作staking vehicles，代替企業(yè)和企業(yè)運(yùn)行其去中心化應(yīng)用程序（dApps）的交易費(fèi)用霹疫。這種替代費(fèi)用結(jié)構(gòu)在可用性方面存在其他問(wèn)題拱绑，但背景超出了本文的范圍。

最后不可逆塊（LIB）

根據(jù)Daniel Larimer在他的Steemit上的說(shuō)法丽蝎，LIB“是一個(gè)已被2/3或更多當(dāng)選區(qū)塊生產(chǎn)者確認(rèn)的區(qū)塊猎拨。沒(méi)有節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)切換到不在LIB之上的fork⊥雷瑁“

在理論上可能會(huì)使用此LIB細(xì)節(jié)來(lái)破壞網(wǎng)絡(luò)中止的活躍性的邊緣情況迟几。

Cosmos共識(shí)

Cosmos還使用“delegated委托”的Proof-of-Stake共識(shí)機(jī)制。但是栏笆，術(shù)語(yǔ)“delegated”在Cosmos的上下文中使用的方式不同。與EOS不同臊泰，“validator”負(fù)責(zé)驗(yàn)證交易并將新塊提交給區(qū)塊鏈蛉加。驗(yàn)證者通過(guò)廣播加密簽名參與共識(shí)協(xié)議，加密簽名充當(dāng)投票以擴(kuò)展區(qū)塊鏈缸逃≌爰ⅲ“delegator”是指某人想要委托某些代幣（例如Cosmos Hub的ATOM），以便為他們選擇的驗(yàn)證人提供投票權(quán)需频，以便他們可以獲得一部分阻止獎(jiǎng)勵(lì)丁眼。

要成為驗(yàn)證者并擁有一定數(shù)量的投票權(quán)，你必須鎖定預(yù)定數(shù)量的令牌昭殉。這可以是自籌資金苞七，也可以通過(guò)讓他們“delegate”你的股權(quán)從其他賭注代幣持有人那里獲得投票權(quán)藐守。代表們正在使用他們選擇的驗(yàn)證器將他們的投注代幣（ATOM）置于危險(xiǎn)境地。它們可能會(huì)丟失這些令牌蹂风，具體取決于驗(yàn)證器是否符合協(xié)議規(guī)定卢厂。

在塊驗(yàn)證間隔（稱為循環(huán)）期間，驗(yàn)證器集被定義為簽署同意提交下一個(gè)塊的事務(wù)的驗(yàn)證器集惠啄。此驗(yàn)證器集是動(dòng)態(tài)的慎恒，隨著驗(yàn)證器加入或退出共識(shí)過(guò)程而更改。至少需要4個(gè)驗(yàn)證器撵渡，但運(yùn)行Tendermint的共識(shí)協(xié)議可以具有的驗(yàn)證器數(shù)量沒(méi)有上限融柬。 Cosmos Hub將有100個(gè)，但隨著時(shí)間的推移趋距，這將根據(jù)預(yù)定的時(shí)間表自動(dòng)增加到300個(gè)驗(yàn)證器粒氧。此參數(shù)也可以通過(guò)治理進(jìn)行更改。

即時(shí)區(qū)塊終結(jié)

每個(gè)區(qū)塊鏈都是最終的棚品。根據(jù)驗(yàn)證器的數(shù)量靠欢，Tendermint中的塊結(jié)束可在1秒內(nèi)完成。通常铜跑，塊結(jié)束時(shí)間約為3秒门怪。

沒(méi)有任何股權(quán)關(guān)系的問(wèn)題

在股權(quán)證明共識(shí)系統(tǒng)中，沒(méi)有任何利害關(guān)系的問(wèn)題是可怕的锅纺，因?yàn)榱粝挛唇鉀Q的問(wèn)題允許拜占庭行為者在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)偷竊掷空，不收取任何費(fèi)用，懲罰或后果囤锉。

Tendermint的保稅交易

Tendermint通過(guò)使用稱為“bond deposits債券存款”的基于證券存款的抵押品解決了無(wú)關(guān)緊要的問(wèn)題坦弟。為了解鎖這些債券存款，用戶必須首先解鎖它們官地，允許它們?cè)谝欢螘r(shí)間內(nèi)“thaw解凍”酿傍，預(yù)計(jì)在兩到三個(gè)月之間，在所謂的無(wú)約束時(shí)期驱入。

這使得所有輕型客戶端（移動(dòng)電話和未與區(qū)塊鏈以恒定速率同步的用戶）可以了解驗(yàn)證器集將如何變化赤炒。如果沒(méi)有這種無(wú)約束的時(shí)期，他們很容易受到區(qū)塊鏈似乎已經(jīng)從之前的驗(yàn)證器集中做出某些事情的攻擊亏较，但實(shí)際上驗(yàn)證器集已經(jīng)很久了莺褒，他們已經(jīng)賣(mài)掉了他們的代幣。

EOS中的抵押

在EOS中雪情，協(xié)議不存在此類財(cái)務(wù)懲罰遵岩。相反，作為“collateral抵押”巡通，排名代表將在他們被判犯有不法行為的情況下失去聲譽(yù)尘执；拜占庭角色所面臨的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)幾乎沒(méi)有舍哄。DPoS假設(shè)喪失排名代表“job”的機(jī)會(huì)成本加上競(jìng)選（獲得選舉）的沉沒(méi)成本的組合大于執(zhí)行雙重支出攻擊所獲得的資金。令人矚目的是正卧，缺乏明確定義的協(xié)議內(nèi)懲罰使得EOS網(wǎng)絡(luò)容易受到攻擊蠢熄，因?yàn)闀簳r(shí)是無(wú)關(guān)緊要的問(wèn)題仍未得到解決。

分叉問(wèn)責(zé)制

只有在給定狀態(tài)下設(shè)置的驗(yàn)證器中至少有1/3的驗(yàn)證器串通時(shí)炉旷，才能使用Proof-of-Stake協(xié)議中的分支签孔。為了阻止惡意分叉的風(fēng)險(xiǎn)，必須采取一些協(xié)議內(nèi)保護(hù)措施窘行。

Tendermint

Tendermint中的Fork責(zé)任通過(guò)識(shí)別在鏈中引起惡意分叉的人來(lái)確認(rèn)其驗(yàn)證者的責(zé)任饥追。那些被判有罪的人被他們的債券存款被摧毀而被罰款。這相當(dāng)于一個(gè)重要的支付懲罰罐盔，其中在給定狀態(tài)期間網(wǎng)絡(luò)中所有賭注硬幣的1/3都是沒(méi)收的但绕。如果發(fā)生硬分叉，負(fù)責(zé)造成它的一方將被“slashed”惶看。

從1/3惡意行為者的hardfork中恢復(fù)捏顺，額外的協(xié)議手段是必要的。利益相關(guān)者協(xié)調(diào)離線允許他們進(jìn)行重組提議纬黎，使他們能夠在大量驗(yàn)證人員同意少數(shù)不良行為者在一定高度上選擇鏈條時(shí)分叉區(qū)塊鏈幅骄。

EOS（TaPos）

EOS處理分叉有些不同。它利用了一種名為T(mén)ransactions-as-Proof-of-Stake或TaPoS的概念本今。它要求每個(gè)交易都有一個(gè)最近的塊頭的相應(yīng)hash拆座。哈希做了兩件事：它可以防止重放攻擊，因?yàn)榫哂腥笔Ч５膄ork上的交易假定fork是偽造的冠息，并且它向網(wǎng)絡(luò)發(fā)信號(hào)通知特定用戶及其賭注代幣在特定鏈上挪凑。

不幸的是，TaPoS只能解釋遠(yuǎn)程攻擊（這是EOS網(wǎng)絡(luò)能夠從中恢復(fù)的攻擊）逛艰。然而躏碳，重要的是，它忽略了近期的塊結(jié)束散怖，這使得網(wǎng)絡(luò)容易受到分區(qū)的影響唐断，例如，并非所有交易都被看到杭抠。代表未見(jiàn)證的有效交易因此沒(méi)有相應(yīng)的哈希值會(huì)導(dǎo)致這些交易在這種近期情況下成為孤兒。

CAP定理

否則稱為'Brewer定理'恳啥，CAP定理指出在分布式系統(tǒng)中同時(shí)滿足3個(gè)以上保證中的2個(gè)不可能性：一致性偏灿，可用性和分區(qū)容差。

面對(duì)DDoS钝的，Tendermint會(huì)停止運(yùn)行翁垂。EOS保持運(yùn)行铆遭，但分叉和分叉，使得狀態(tài)不一致沿猜，攻擊者可利用這些狀態(tài)枚荣。Tendermint優(yōu)先考慮可用性的一致性；在EOS中啼肩，情況恰恰相反橄妆。

結(jié)束

由于需要拜占庭式容錯(cuò)來(lái)維持開(kāi)放，無(wú)權(quán)限和去中心化的系統(tǒng)祈坠，因此保證網(wǎng)絡(luò)具有審查能力至關(guān)重要害碾。我們希望分散協(xié)議及其各自的區(qū)塊鏈足夠安全，以至于狀態(tài)代理無(wú)法操縱數(shù)據(jù)赦拘，即使它們能夠暫時(shí)對(duì)其進(jìn)行DDoS操作慌随。如果本地代理（或一般的惡意行為者）決定禁止訪問(wèn)這些開(kāi)放系統(tǒng)，我們需要可靠的安全性躺同，而不是手動(dòng)波浪式技術(shù)阁猜。

沒(méi)有人攻擊現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的說(shuō)法遠(yuǎn)不是說(shuō)它是防黑客的。這就是為什么當(dāng)聲稱網(wǎng)絡(luò)安全時(shí)蹋艺，強(qiáng)調(diào)使用數(shù)學(xué)證明來(lái)驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)是否安全的原因剃袍。鑒于流入每個(gè)頂級(jí)市場(chǎng)上限加密貨幣的資金數(shù)量，專門(mén)的攻擊者肯定會(huì)嗅出并利用邊緣情況下的漏洞车海。鑒于此笛园，即使dPoS（Democracy-as-of-Stof-of-Stake）中的0.0001％邊緣情況也意味著它不是防黑客的。

我們通過(guò)分布式系統(tǒng)安全分析工具Jepsen.io審核了Tendermint Core侍芝，結(jié)果客觀地驗(yàn)證了Tendermint BFT沒(méi)有違反其聲明的保證：https://jepsen.io/analyses/tendermint-0-10-2研铆。

最后，隨著研究人員構(gòu)建協(xié)議向上和向前移動(dòng)到Web3.0空間州叠，我們承認(rèn)當(dāng)前的證明方法確實(shí)有一些弱點(diǎn)棵红。

股權(quán)證明的陷阱：

• 選民冷漠：對(duì)代幣投票的依賴使其成為共識(shí)問(wèn)題。從歷史上看咧栗，采用人工投票機(jī)制進(jìn)行治理的權(quán)力下放機(jī)構(gòu)的參與率均低于10％逆甜。[見(jiàn)：DAO投票，EIP186投票致板，2014年的Bitshares dPoS投票交煞。]
• 投票集中化的偏見(jiàn)：Buterin歸因于公共偏見(jiàn)導(dǎo)致的博弈論的崩潰≌寤颍“因?yàn)槊總€(gè)選民只有很小的機(jī)會(huì)影響結(jié)果素征，他們正確投票的動(dòng)機(jī)比社會(huì)最優(yōu)激勵(lì)要低幾千倍。這意味著像每個(gè)人都把錢(qián)幣交給交易所和交易所代表用戶投票的情況，用戶并不真正關(guān)心交易所如何用他們的錢(qián)投票御毅，這很可能會(huì)發(fā)生根欧。“
• 激勵(lì)錯(cuò)位：代幣持有者和網(wǎng)絡(luò)用戶是兩類不同的人端蛆。代幣持有者被激勵(lì)推高代幣價(jià)格凤粗，而且通常情況下，那些高價(jià)位的人可能會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定的價(jià)格增長(zhǎng)今豆，而不必為用戶帶來(lái)強(qiáng)大的系統(tǒng)效用嫌拣。

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匯智網(wǎng)原創(chuàng)翻譯小槐，轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明出處拇派。這里是原文共識(shí)算法比較Tendermint的BFT與EOS的dPoS