理论教育 选择和搭建区块链网络的技巧与方法

选择和搭建区块链网络的技巧与方法

时间:2023-05-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:首先,基于PoS的方法确认一个区块的复杂度比基于工作量证明的方法要小很多,同时带来的优点有更短的确认时间以及更少的算力成本消耗;其次,考虑防范攻击的模式:PoW中防范“51%”攻击的基础是很少有人能够持有全网51%以上的算力,而PoS则是基于很少有人持有全网51%以上的权益。其余设计细节与区块链连接方式均无特殊变化。但是值得注意的是,PoS算法不可完全抛弃PoW。在区块链网络的初期往往还是以PoW为主,这样方便产生初始的代币。

选择和搭建区块链网络的技巧与方法

(一)通过区块链技术改变信息记载方式

区块链所具有的实时、可溯源和不可篡改的特性,对于供应链信息记录有着天然的好处。而在区块链的三种模式:公有链、联盟链和私有链中,我们认为最合适的是采用联盟链的形式,因为这种半开放的链既可以保证信息的保密,又可以使参与各方便捷地查询到他们想要的信息。

作为区块链的应用技术,分布式账本为供应链提供了一个可实现的信息共享模式。交易过程不再是以企业为中心来聚合仓储、运输和收付款。分布式账本可以将整个交易过程中的每一个参与主体(如客户、收付款专员、仓库等),无论其是否同时属于某一个企业,都可以看作是一个独立的参与主体。这些主体拥有公匙和私匙,在链上确认信息。每一次的交易信息都会被同步到每一个具有相关主题的账本之上,这样就保证了交易信息的实时更新和完整性。

(二)技术细节的分析

1.需求分析

为了选择适合我们的区块链结构,我们来重新回顾一下大致需求:

(1)去中心化的管理。

这是最基本的需求,同时也是我们的出发点。截至2019年6月1日,交易信息只能通过几家中心化的大公司获取,且信息真实度与完整性得不到保证。

(2)应用场景为信息交换。

我们所设计的区块链(虚拟货币)主要用于以公司为单位之间的信息交换,设想中并不打算将此货币推广为流通货币。

(3)信息及时性需要保障。

公司之间进行交易历史查询的时候,希望最好不要遗漏一些最近的信息,因为这些信息具有更大的价值。

(4)算力消耗成本不可过高。(www.daowen.com)

以截至2019年6月1日的交易信息确认成本来看,常见的工作量证明(Proof of Work,以下简称PoW)形式消耗的算力成本较大。相关区块链技术公司没有足够的动机购买机器进行挖矿

2.使用基于权益证明(Proof of Stake,以下简称PoS)的区块链

在探索过程中,基于另一种共识机制的区块链进入了我们的视线。PoS算法要求证明人在交易中提供一定数量的加密货币所有权即可。根据这个思路,我们把区块链设计为节点(以公司为单位)。该节点通过提供自己的交易信息(该信息被其他节点确认),或者确认其他节点的交易信息时产生货币。

这种设计方式有诸多优点。

首先,基于PoS的方法确认一个区块的复杂度比基于工作量证明的方法要小很多,同时带来的优点有更短的确认时间以及更少的算力成本消耗;

其次,考虑防范攻击的模式:PoW中防范“51%”攻击的基础是很少有人能够持有全网51%以上的算力,而PoS则是基于很少有人持有全网51%以上的权益。这两种方法在不同场景下具有不同的防范能力,但在我们这个案例中,由于我们的权益是基于全网中的交易信息的,因此要掌握51%及以上交易信息几乎不可能,故而具有可行性。

最后,在普通虚拟货币的应用中PoS算法遇到阻碍的另一大因素是此方法的确认速度基于节点的货币持有量,因此在普通的情况中往往促成“富者更富”的情况,进而形成超级节点。但是在我们的案例中这恰恰是一个优点。若一个节点拥有很多的货币(信息),他更有动力去维护整个系统正确性,去确认更多的交易信息与产出更多自己的交易信息,这就提供了一个让节点去提交自己交易信息的动机。

3.PoS技术细节

PoS之所以可以做到比PoW更快的确认速度,是因为在每次计算一个新区块对应的随机散列值时,PoW是每一个将要被计算的块都有同一个目标值(通常很小,因此需要大量计算才能满足);而PoS的散列目标值则是与币龄(币值*持有时长)相关,币龄越大需要的目标随机散列值越大,进而容易被满足。其余设计细节与区块链连接方式均无特殊变化。

但是值得注意的是,PoS算法不可完全抛弃PoW。在区块链网络的初期往往还是以PoW为主,这样方便产生初始的代币。在进入网络后期时,也不需要主动去取消PoW机制,因为PoS的成本更低,PoW会被“无形的手”自动调整。

最后,由于PoS有一个缺点是双重支付的成本被降低,因此需要引入一个全网广播的校验机制。这个机制虽然是中心化的,但是与之前几家大公司掌握所有信息确认渠道相比,已经有了本质性的变化。我们认为在这里是可以接受的。

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