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性解读。DPoA+PBFT的算法保证了分布式系统中的强一致性和高强度共识,吸引了在场来宾的关注。

  哪些是共识算法?

  张骁认为,区块链建立在分布式系统上,有若干个节点,每个节点有无维护另一方的数据,哪些数据都要保证一致性。可能性不同的节点提供的数据不同,可有无有另有另一个不能正常对外工作的分布式系统。过多在区块链中,都要把哪些数据通过克隆好友和同步,来保持一致性,否则 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,共识算法的作用可是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,用通俗易懂的辦法 ,解释了否则 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有另有另一个时间点上,允许数据有否则 不一致情況的算法。比如比特币采用的算法,可是本身典型的概率一致性算法。比特币达成共识的过程中,可能性在同有另有另一个时间点有有另有另一个不同的节点,都找到了满足否则 条件的计算公式,就最少都可不都要产生有另有另一个区块,否则 就产生了分叉。当然,否则 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,其中又可不都要细分CFT和BFT有另有另一个类型。

  CFT算法的特点是挑选有另有另一个固定的节点数量,我希望有达到否则 数量的节点确认,越来越共识就算达成。比如总共有1有另有另一个节点,挑选我希望有另有另一个节点投票确认某次交易,越来越这次交易就算完成。原来做的结果是交易确认强度更快,一同结果永远有无挑选的,否则 无需老出分叉。

  BFT算法是另外本身常见的绝对一致性算法,它达成共识的过程分为有另有另一个阶段,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,否则 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,可能性检查通过则向否则 节点发送准备消息,并带上另一方的ID信息,一同接收来自否则 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,否则 由所有节点进行投票,投票数达2/3完会消息通过。

  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。比特币出块强度为10分钟,一同都要经过6个区块的确认,不能得到最终的挑选。即要经过150分钟原来,某个交易不能得到确认,否则 还不一定不能保证支付成功。这在实际应用过程中是无法接受的,谁可是能付款后都要等有另有另一个小时,不能挑选到底有越来越完成付款、拿走东西。

  否则 ,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强度、并发解决的要求。

  CFT算法的难题是必须解决节点间的撮合,比如有有另有另一个相熟的节点勾结到一同,原来几乎就可不都要确认所有交易。一同可是能解决节点作恶,比如有另有另一个节点向其中有另有另一个节点发出有另有另一个确认请求,再向其它的节点发出原来完整性相反的确认请求,原来就会同一时间形成有另有另一个完整性不同的交易结果,由此原因 系统老出偏差。

  否则 ,CFT算法基本必须在不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可能性性,每一次交易都经过两轮投票,多次验证,否则 无需老出恶意交易的情況老出。

  但它有有另有另一个缺点,一是容错率变低,可能性每轮投票都都要最少2/3的节点通过才行,过多BFT算法下,节点最多必须容忍必须1/3的节点老出故障,可能性超过,整个区块链有无能运行。

  其次是可能性要进行两个阶段,每个阶段都都要对全网进行广播,过多通信量非常大,是节点总数量的次方级。否则 在节点数量比较多的情況下,BFT算法会显得强度很低,简单说,可有无则 算法不太适用于多节点的区块链。

  迅雷链采用哪些共识算法?

  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1150万个节点而产生,迅雷链先是从这1150万个节点中,挑选哪些在线稳定、传输通畅、性能较好的优质节点,集中成有另有另一个备选池,再用DPoA算法,从这备选池里挑选出一定数量的节点,组成整个迅雷链的记账网络。哪些节点会定期轮换、重选,以解决记账节点暴露,被外界攻击。

  而在记账过程中,采用PBFT算法。PBFT算法的优点是确认强度快、并发解决性能高,否则 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,都要保证记账节点拥有较高的在线率,二是通信量大,不适合于过多节点的区块链。迅雷链自身的特点,恰好弥补了这有另有另一个过低。

  首先,迅雷链所有记账节点有无优中选优挑选出来,否则 还有血块备用,否则 一来节点故障率本身就不高,二来一旦有节点老出故障,可不都要从备选池中立即挑选新的节点来补上。1150万+的总节点数,保证了随时有无足够的备选节点使用。

  一同可能性是采用DPoA算法来挑选记账节点,过多在同一时间记账的节点数量无需过多,完美规避了PBFT算法通信量大的缺点。

  基于否则 双重算法的设计,迅雷链不能在保证安全性、去中心化程度的一同,又能实现百万级TPS、秒级确认强度等超高性能,不能保证不分叉、不回滚,是目前最适合实际商用需求的区块链。

  张骁最后说,越来越任何本身共识算法是最好的,否则 人必须说到底是POW好,还是DPoA+PBFT好。可能性算法好不好,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,都要不能接纳更多的商户上链,不能达到百万级的TPS,不能让交易在每秒级别的时间当中确认。在原来的需求下,在结合到有1150万以上节点的玩客云硬件支持,过多最终挑选了DPoA+PBFT的算法,成就了迅雷链的最强心脏。