原文及图片来自IOHK官网博客，原作者为首席科学 家Prof Aggelos Kiayias， 由卡尔达诺大使陈哲Anson翻译
设计和部署分布式账本是一项技术难题。我们对分类帐的期望是对所有参与者的一致看法的保证，并保证对因其行为而导致的连续事件的响应。这两个属性（有时称为持久性和活跃性）是分布式分布式账本系统的标志。
在中心化系统中实现持久和活力是一项经过充分研究且相当简单的任务。不幸的是，那里的分类帐非常脆弱，因为支持分类帐的服务器有单点故障，因此，对服务器进行黑客攻击可能会导致上述两个属性被违反。即使服务器未被黑客入侵，服务器运营商的利益也可能与对这些属性的持续保证不一致。由于这个原因，去中心化已被作为一项基本补救措施。
一般来说，去中心化是指一种系统架构，它要求许多实体单独行动，以使分类帐的属性从其行动的融合中显现出来。为了取代这些不断增加的复杂性，去中心化能做到即使某些方面偏离了正确的操作，精心设计的系统也可以继续运行。此外，在出现较大偏差的情况下，即使不可避免地出现一些中断，系统仍应能够恢复正常运行并控制损坏。
如何设计一个强大的去中心化系统？世界是一个复杂的地方，去中心化是不可以通过测试进行硬编码或演示的（可能出现的潜在配置是无限的）。为了解决这个问题，人们必须开发一种模型，系统地涵盖可能遇到的所有不同威胁，并严格证明持续性和活力这两个基本属性得到维护。
关于去中心化可靠性的最有力论据是将针对各种不同类型的故障和攻击模型的正式保证结合起来。第一个重要的是强大的拜占庭模型。在这种情况下，应该保证即使参与者的子集任意偏离规则，也保留了两个基本属性。第二个重要类别是理性模型。在这里，参与者被认为是理性的效用最大化者，其目的是证明账本属性来自于他们追求自身利益的努力。
Ouroboros是一种去中心化分类帐协议，在拜占庭和理性行为的背景下进行了分析，而能让协议独具特色的是以下设计元素的组合。
•它使用权益（stake）作为基本资源来识别参与者在系统中的使用。在账本维护过程中，不会浪费任何物理资源，尽管进行了“无成本模拟”和“无所不包”攻击，但这些资源被证明是强大的，这些攻击以前被认为是对基于权益账本的基本障碍。这使得Ouroboros明显比工作量证明协议更具吸引力，后者需要大量的能源消耗才能保持共识。
•即使在权益方面，任意大的参与者子集都可以避免分类账维护，这也被证明具有弹性。这种动态可用性的保证即使在任意且不可预测的参与水平下也能确保活力。同时，在活跃的参与者中，几乎只有一半以上的参与者需要遵循协议，其余参与者可以任意偏离；实际上，即使超过50％阈值的临时峰值也可以容忍。因此，与传统的拜占庭式容错协议（及其所有现代改编）相比，Ouroboros的弹性和适应性要强得多，后者必须相对确定地预测预期的参与水平，并且在预测为假时可能会停止运行。
•加入和参与协议执行的过程是无需信任的，因为它不需要任何特殊共享资源的可用性，例如最近的检查点或公共时钟。参与协议仅需要链的公共创世块，并需要访问网络。这使得Ouroboros摆脱了其他共识协议中常见的信任假设，当信任的共享资源被破坏或不可用时，其安全性将崩溃。
•Ouroboros引入了一种奖励分享机制，以激励参与者在称为“权益池”的运营节点中进行组织，这可以提供优质的服务，而与权益在用户群体中的分配方式无关。这样，所有利益相关者都可以为系统的运行做出贡献，从而确保系统的强大和民主，而分类账维护成本可有效地分配给整个用户群。同时，该机制带有消除集中化激励的对策。与其他协议相比，这使得Ouroboros从根本上更具包容性和分散性，而其他协议最终只能由少数几个人负责账本维护，或者没有激励利益相关者参与并提供良好的服务质量。
Ouroboros的这些设计元素不应该只是对协议用户的常识具有强大吸引力，它们以细致的文档记录在经过同行评审的论文中，并出现在网络安全和密码学领域的顶级会议和出版物中。实际上可以公平地说，在这些圈子中没有其他任何共识研究工作可以如此全面地做出表率。每篇论文都明确说明了用于分析协议的特定类型的模型，并以具体的方式列出了得出的结果。这些论文是开放获取的无专利的，并且包含所有技术细节，使任何具有相关技术知识的人都可以让自己对性能，安全性和功能性要求的准确性提出更高要求。
为金融和社会应用程序在全球范围内构建一个具有包容性，公平和具有弹性的基础架构是当今信息技术的巨大挑战。Ouroboros不仅作为具有独特特征的协议做出了贡献，而且还提出了一种强调基本原理，精心建模和严格分析的设计方法。它的模块化和适应性架构还使其自身能够不断改进，适应和充实其他元素（例如通过并行化来提高可伸缩性，或者通过零知识证明来提高隐私性），这是满足世界不断变化的需求和复杂性的特征。
进一步阅读
要深入研究Ouroboros协议，如果要从它的开始到最新的新功能，请参考以下文章：
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Ouroboros（经典）：第一个可证明安全的权益证明区块链协议。
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Ouroboros Praos：不需要刚性的圆形结构，并提高了对“自适应”攻击者的抵御能力。
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Ouroboros Genesis：如何避免需要新的检查点并证明该协议在动态可用性下可以安全地进行无信任的加入和参与。
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Ouroboros Chronos：无需公共时钟。
5.权益池奖励共享方案。
6.账户管理，最大程度地参与权益池。
7.使用权益证明协议优化事务吞吐量。
8.使用分类帐合并器快速结算。
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Ouroboros Crypsinous：保护隐私的权益证明协议。
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Kachina：私人智能合约的统一安全模型。
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Hydra：一种链外可伸缩性体系结构，可实现高事务吞吐量，低延迟，并且每个节点的存储量最少。
原文链接：https://iohk.io/en/blog/posts/2020/06/23/the-ouroboros-path-to-decentralization/