民主与集中的平衡,DPOS设计的秘密

行业报道lizhen0022018-06-07 15:36:58  阅读 -评论 0

一、共识机制之争:从POW到DPOS

进入2018年,区块链日益受到广泛关注,伴随着技术的加速发展,人们对于效率的要求也逐渐提高。因此,各类共识机制不断被提出,试图在效率和去中心化之间达成一种平衡,其中最主流的是POW、POS、DPOS三种共识机制。

比特币采取工作量证明机制(POW),通过计算机消耗CPU算力,求解复杂的加密方程式,其中最快完成方程式求解的计算机节点得到比特币作为奖励这一方式来达成共识。采用工作量证明机制,节点之间无需交换额外的信息即可达成共识;而破坏系统需要投入极大的成本,因此安全性得以保证。但比特币挖矿需要消耗大量电力,预计到2020年,比特币网络的耗电量将达到丹麦整个国家的水平。且目前算力被集中在少数人手里,逐渐失去了去中心化特征。

作为第二代区块链技术代表的以太坊,打算将其共识机制由工作量证明机制(POW)转向权益证明的方式(POS)。POS是POW的一种升级,根据每个节点所占代币的比例和时间,等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度。权益证明机制(POS)在一定程度上缩短了共识达成的时间,同时无需大量消耗能源。但这种机制还是需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点,同时更容易遭受攻击,使得安全性降低。如果把POW的算力看作资本的矿机化,那么POS则可以看作为资本的数字货币化,很容易导致社区权力过度集中,受少数人控制。

2017年12月,Twitter 上出现了一个名为SatoshiNakamoto(中本聪英文名)的用户,这位"中本聪"表示比特币已经过于中心化,算力集中所代表的权力集中越来越背离比特币建立的初衷。因此,他宣布要推出基于委托权益机制(DPOS)的新币,这一事件让DPOS共识机制声名鹊起。EOS的超级节点竞选,则让委托权益机制(DPOS)更加广为人知。

共识机制所涉及的中心化问题争议,实际上是社区民主如得到何保证的问题。现在的POW机制和POS机制其实都是以静态的观点在看待社区的中心化问题,忽视了追求民主权力的去中心化方式本身是有运营成本的,一旦这种成本超过了社区去中心化的收益,区块链网络将会逐渐丧失发展动力。所以以动态视角来设计共识机制的DPOS逐渐成为当下主流认可的解决方案。

二、DPOS设计的意义和价值

DPOS机制的基本逻辑是:先选择一群区块生产者,使用信誉系统以及无摩擦、实时投票的机制,来创造出一个有限数量的信任团体。团体中的参与成员有权利创造区块,将其加入区块链并禁止非受信参与方加入。这些受信任的参与方通过随机分配方式决定谁先创造区块,并且每一轮还会被改变。

DPOS机制的安全性来自于其选择的块生产者和验证节点质量的算法。运用赞成投票的过程可以确保一个人即使拥有50%的有效投票权也不能独自挑选哪怕一个生产者。DPOS旨在优化拥有强壮网络连接的诚实节点100%参与(共识过程)。DPOS网络里只有少量奇数节点参与,使得DPOS有能力在平均只有1.5秒(甚至更少)的时间内以99.9%的置信水平来确认交易,反观比特币网络,平均需要花6轮确认时间,每一轮10分钟左右,也就是60分钟才能够确认一笔交易真正发生。不难看出,DPOS的速度得到极大的提升。

因此,DPOS设计可以让每一个社群个体都具有维护其权益的机会,让社群权力具有去中心化表达民主意愿的机会,同时通过选取代表的方式来集中社群认证权力,降低运营成本,提高交易确认效率,并且通过动态选举方式消除作恶的节点或无效节点,并使作恶的节点付出足够大的代价,从而消除作恶问题。

这样的设计思想很好地平衡了社区长期利益和短期利益之间的关系,并通过动态的选举机制让维持社群整体利益的民主诉求和高效率的集中执行机制得到很好的平衡。这一机制的运用也更容易和现实中很多应用场景的逻辑相对应,比如美国的议会制度,这对于推动区块链3.0阶段的广泛应用会很大的促进作用。

三、DPOS共识机制的应用典范:阿希链

阿希链是新一代基于侧链架构的区块链应用创新开发平台,专为开发者而生,致力于降低区块链开发门槛。主网于16年8月上线,受过几次攻击从未出现宕机事件。阿希链共识机制采用PBFT优化后的DPOS机制,选举101个受托人成为节点,维护阿希链网络的运行。由于节点数量多于EOS好几倍,因此在去中心化和保证网络平稳运行方面做得更好。

2018年2月,阿希链推出了《阿希社区101受托人倡议书》。其内容主要包括:阿希的101受托人计划具有开放性,任何阿希链的投资人都可以注册成为受托人,但只有得票率在前101名才可以进行区块锻造;101受托人是阿希DPOS机制的核心,受托人可以享受阿希币奖励,同时需要承担社区发展责任,不贡献、不作为的节点会被社区淘汰等内容。

在几个月的实践中,阿希社区发现上述机制存在一些不足。如受托人缺乏门槛,其行为利益与社区利益相关程度不高,容易产生道德风险,导致部分受托人缺乏责任和担当;缺乏足够强的监督和约束机制,受托人可能出现损害阿希链长远发展的行为。101受托人提供的服务具有公共产品性质的特点,其行为的外部性非常强,必须通过成本约束和收益约束进行平衡,通过严格的筛选淘汰机制,避免道德风险出现,危害阿希链和整个社区长期发展。

因此,在2018年4月,阿希社区又进行了一次改革调整。提高101受托人门槛,需要持有一定数量阿希币才能成为101受托人,同时,强烈号召受托人进行述职,贡献透明化等等。

2018年5月底,阿希链举办了跨链技术发布会。会上,阿希链CEO单青峰公布了接下来一年阿希链的规划和目标,其中不乏社区治理相关内容,如升级共识及链上分红机制、开发链上社区任务预算系统、发布ASCH开发者服务平台V1.0等等。

单青峰表示,阿希链在共识方面,对于有争议性但没有明显对错的话题,会尽量通过技术链上的治理系统来解决,比如将来链上很多参数设置,如手续费、盈利模式等,都会通过链上治理系统来平滑的进行升级。对于软件的缺陷、系统的漏洞,则会第一时间在链下达成共识,通过硬分叉和软分叉的方式,尽快地解决这些漏洞。

尽管阿希链的101受托人机制还未取得圆满成功,但我们能看到阿希链正在一步步实践DPOS共识机制,发现问题解决问题,获得宝贵的经验,相信这样有价值的实践活动会让阿希链在DPOS共识机制优化方面获得更快地发展。

只要阿希团队继续保持这种开放精神和实践精神,注重阿希链短期与长期利益之间的平衡,注重社区的民主权利和集中带来的高效率之间的平衡,我们可以预见,在不远的将来,阿希链将成为一个伟大的、对社会和全人类有意义的应用生态系统。

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