Cardano Ouroboros共识协议:一个新颖的创新

Ouroboros共识协议是Cardano的核心,它给予了它严格的安全保障,可与比特币的Nakamoto共识所实现的安全保障相媲美。

下面是使Cardano比其他任何L1更类似于比特币的技术分解。

让我们从第一个原则开始,就像Cardano做的那样!

那么,什么是共识协议?它是一种方法,通过这种方法,分布式去中心化网络的所有对等人(例如:比特币)就分布式账本的当前状态达成共同协议。

那么,目前大多数区块链的共识状态是怎样的?区块链普遍使用的共识模型类型是经典共识和中本聪共识算法。

什么是经典共识协议?经典共识协议是基于全对全的投票。由于全对全投票是实现共识的必要条件,这导致通信开销呈四级增长。(例如,pBFT / Practical Byzantine Fault Tolerance)。

以一种简单明了的方式来思考这个问题,为了在节点之间达成共识,每个人都必须与系统中的其他每个节点进行通信。因此,如果有10个节点,就有100条信息;如果有1000个节点,就有100万条,即节点之间有一百万条信息。

这是去中心化的一个瓶颈,因为你只有通过限制参与共识机制的节点数量才能实现快速共识。

这是在中本聪发明比特币之前就存在的东西,这也是我们今天在L1场景中看到的大部分东西,例如。Polygon有97个验证人,BSC依靠21个;Terra有125个验证人,Cosmos有125个验证人。

那么,是什么让比特币的共识与之前所有的经典共识协议有所不同呢?中本聪知道,如果他想让比特币成为一个无权限和可扩展的互联网货币,那么用已经存在的经典共识协议是无法实现的。

所以他想出了 “中本共识”。这是一项创新,使比特币与之前所有的数字货币实现方式不同。这使得比特币成为第一个无权限和可扩展的BFT(拜占庭容错)系统。

工作证明(PoW)是这个共识模型的主要部分,计算资源被用于解决计算上的难题和验证新区块的唯一目的。单个节点的计算能力越强,它验证新区块的机会就越多。

这种模式被证明是无权限和可扩展的,但最终我们发现,这有很大的缺点。随着比特币网络的发展,使用PoW进行验证成为一个重要的能源密集型过程。

这使得比特币的验证不仅是一个能量密集型的,而且在这个过程中引入了规模经济。这降低了去中心化的程度。比特币目前每年消耗约113.89太瓦时,占全球发电量的0.55%。

问题是:花那么多的能源来保证网络的安全,同时损害去中心化,这是否合理?还有其他选择吗?这就是’‘Oroborus协议’'成为一个进步的地方,使Cardano成为一个无权限和可扩展的PoS区块链。

那么,Oroborus共识协议的特别之处是什么?Oroborus共识协议是第一个具有严格安全分析的可证明的股权证明系统。

那么,你的意思到底是什么?为了创建’‘Oroborus’’,IOHK首先创建了一个模型,确定了创建一个基于PoS的安全区块链的主要障碍。

  1. 该模型侧重于稳健交易账本的两个正式属性。
    A. 持久性。
    B. 有效性。

持久性/安全性意味着被接受的交易在所有节点上都是有效和相同的。这是由安全参数’‘k’'设置的,我们经常在Cardano关于股权池的讨论中听到。

有效性是指系统中的节点及时达成协议的能力。有效性和持久性的结合提供了一个强大的交易账本,IOHK模型适当地调整了这些属性以反映基于PoS的动态。
2. 2.该模型引入了一种基于PoS的新型区块链协议,其中区块生产者是通过安全的多方计算随机选择的,该计算利用区块链本身作为广播通道,在被称为 "纪元 "的定期间隔内进行。
3. 3.该模型提供了一套正式的论据,证明没有对手可以打破持久性和有效性。这个模型证明了持久性和活泼性参数可以被配置来实现拜占庭容错或安全。
4. 这个模型提出了一种新的奖励机制,为协议中的参与者提供了积极的回报,以防止他们表现出对抗性行为。
5. 它引入了一种可以无缝添加到基础区块链协议中的股权委托机制。这种委托机制使协议即使在利益相关者集合高度分散的情况下也能扩展。这种模式使利益相关者能够参与到区块生产者的选择过程中,而不必锁定他们的代币。我们都知道,我们不需要’‘锁定我们的ADA’'来参与盯盘。
6. 这个模型证明了设计的实际效率。与比特币进行了比较。事实证明,在保证水平为99.9%的情况下,交易确认时间比比特币快10到16倍,以应对假设的双重消费攻击者。

Ouroboros是第一个可证明安全的权益证明协议,提供并改进了#比特币的中本聪共识协议的安全保障。在能源成本的一小部分。

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