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Shardus共识算法:用于即时交易处理的无块架构

随着比特币网络软件的引入,一个新的技术时代诞生了。它第一次提供了一个缺乏信任的点对点支付网络,提供了非常透明的、基于规则性的货币供应。它揭示了一种分布式账本技术,它将深刻地改变社会转移价值的方式,并开启了一个值得信任的去中心化新时代。


Shardus共识算法:用于即时交易处理的无块架构

然而,人们很快发现,比特币为实验留下了相当大的空间。自我强加的块大小限制导致许多学者和工程师以分叉和第二层应用程序的形式探索替代方案。实验已经催生了2000多个启动项目。

莱特币试图提高交易速度,降低集中度。以太坊增加了一个完整的智能合约层。Peercoin和Nxt似乎更节能。Dash和Monero关注的是真正的匿名性。

不过,第一代改进并没有过多关注可伸缩性。随着比特币社区的发展和交易数量的增加,规模问题成为了一个主要问题。比特币的基本瓶颈限制了其当前点对点覆盖网络支持更高吞吐量和更低延迟的能力。这带来了第二代改进,以及基于代币的新初创企业的爆炸式增长。

Bitshares、Ripple和Stellar最先将交易速度提高到1000/秒以上。这些第二代的工作都采用了一种独特的方法来解决全局可伸缩性问题。

第三代分布式账本技术已经出现,它见证了无块数据结构的创新。与区块链架构相比,Nano和IoTA使用有向无环图(DAG)来显著提高交易吞吐量。Hashgraph使用不同的无块架构来实现显著的吞吐量。

目前的分布式账本协议仍然是垂直可伸缩的,但不能进行水平伸缩。在一定情况下,向网络添加更多的节点并不会增加吞吐量或容量。可伸缩性问题仍然没有解决,重大的进步和采用需要对技术方法进行基本的重新思考。

Shardus Ledger简介

Shardus分类帐是第四代分布式分类帐,采用无块架构。通过单独处理每个交易,而不是将其分成块,实现了真正的可伸缩性并显著提高了吞吐量。

这是通过一个去中心化的账本实现的,它被均匀地分布在所有节点上的计算、存储和带宽上。它包括一个独特的协商共识协议——Shardus协商共识算法,以支持交易的即时处理,而不需要通过领导节点将交易分组为块。

New Code Base-不从任何其他网络进行分叉
Shardus共识算法-唯一共识模型
Shardus分类帐-增加更多的节点增加网络的计算和存储能力,而带宽保持不变
Shardus代币——发展的激励代币
Liberdus—一个点对点支付网络,将以Shardus技术为特色

我们创建Shardus技术的动机是支持全球范围的去中心化应用程序,这些应用程序的目标是使数十亿用户实现每秒数百万次的交易。

Shardus社区致力于建立这样一个网络:

水平可扩展——增加吞吐量和容量
带宽常数——交易带宽不随节点数量的增加而增加
自动缩放——在一定数量的节点自治中保持网络
低延迟——确认网络应用交易的时间比块快
公平——交易是按收到的顺序处理和应用的
安全——利用拜占庭容错,使加密更安全
可持续发展——由本地发展基金支持,以维护和促进网络
自治——所有的代币持有者可以参与网络的未来发展方向

Liberdus和采矿

在类似比特币的网络中,矿商往往拥有最大的控制权,因为他们有权选择运行哪个版本的软件。此外,确认比特币交易所需的能源将很快超过全球能源的1%。虽然以太坊已经讨论过通过权益证明来降低能量,但他们还没有实现。

Shardus引入了一种独特的共识算法,它定期向节点提供稳定的激励,而不是让矿商通过工作证明来竞争本地的Liberdus Coin。受普遍基本收入概念的启发,它每天奖励向网络提供资源的节点。因此,节点具有高度的自我管理的动机。

去中心化

网络集中化的一个简单度量是单个实体或一组相关实体提供的资源的最大百分比。对于真正去中心化的系统,向网络提供资源的节点必须是不相关的。理想情况下,每个节点都来自一个独立的实体,其他节点不知道。

然而,比特币在其采矿模式中遭遇了集中化挑战,这种模式将控制权交给大型采矿农场和拥有廉价能源的农场。EOS使用一组由社区确定的指定块生产者,放弃了去中心化。然而,当一个网络达到33%或更多的集中度时,许多去中心化的安全特性就失效了。

Shardus的目标是通过向节点提供稳定的激励机制来实现高度的去中心化,并通过自动伸缩来防止大量节点同时加入。Shardus分类帐确保没有单个节点或节点组可以控制网络。

没有必要的费用

Shardus分类帐上的交易不需要小额付款,交易处理速度更快。在基于区块链的网络中,区块的最大尺寸造成了空间的稀缺性,使得交易费用无法避免。

费用也被用作反垃圾邮件/DOS措施,使得不良行为的成本高于实际收益。任何试图通过传播许多无效的交易来阻塞网络的人必须支付比合法用户更多的费用。

如果传输的金额低于某个阈值,网络通常要求最低的交易费用。这阻碍了微交易,减缓了全球采用,使得最低费用可能比交易金额更大。

  Shardus将用可变的、及时的工作量证明代替交易费用。完成交易不需要任何费用,但是社区可以对模型进行投票,包括为了减少代币的供应而燃烧的交易费用。

安全是关键

可信环境中的安全级别与集中化的级别成正比。当集中化水平超过某个阈值时,网络将在公共操作模型的边界之外运行,安全性将不再得到保证。典型的最坏情况包括网络分区、对状态数据的恶意更改或拒绝服务攻击。

Shardus提出了四种运作模式:诚实多数、不协调多数、协调选择和贿赂。该项目的目标是在通用操作模型下提供尽可能高的安全级别,避免我们的共识和网络协议中的高度集中化。

可持续性

Shardus将包括一个本地开发基金,以确保网络软件的未来开发和维护。比特币只为矿商提供资金——为验证交易的节点提供资金——但核心开发者得到外部捐款和比特币基金会的支持。然而,许多项目已经开始看到未来规划的必要性。Dash网络是最早建立本地基金的网络之一,以支持未来网络的发展和推广。

自治

在类似比特币的网络中,一组核心开发者控制着软件的变化。它的变更和升级治理模型是由一个相对较小的团队控制的。但是,最近的发展包括用户激活的软分叉(UASFs),在这种软分叉中,大多数人可以在没有矿工参与的情况下激活软件的变化。

Shardus的目标是加入类似UASFs的功能,让整个社区的代币持有者参与到网络的未来方向中。

实现全球规模的分片

Shardus将通过在状态、计算和存储级别进行分片来实现全局可伸缩性。分片是一种水平扩展数据的方法,它已经存在了几十年,目前正在被一些区块链(如EOS、Zilliqa、基数和Hashgraph)探索(主要是回顾)。以太坊计划在2020年引入分片,但只是为了打破计算瓶颈。

在Shardus模型中,参与节点数量增加了网络的计算和存储能力,同时保持带宽需求不变。分类帐被均匀地分布在网络中,减少了任何给定节点或组的负载。UBL平台还允许侧链、闪电网络风格的解决方案和智能合约被合并到其他分布式账本的额外扩展中。

无初始代币发行

Shardus模型还采用了一种独特的激励方式。该项目不需要花费精力在营销ICO上,而是用ERC20代币激励早期的开发者参与网络的创建,然后在主网上线后提供一种转换方法。一旦网络建立——合理而透明地奖励联合创始人和早期贡献者——代码将通过Creative Commons许可证成为开源。

声明:登载此文出于传递更多信息之目的,观点仅代表作者本人,绝不代表Hi区块链赞同其观点或证实其描述。

提示:投资有风险,入市须谨慎。本资讯不作为投资理财建议。