由唯鏈首席科學家周子衡博士以及唯鏈高級區塊鏈技術研究員任之劼博士研究撰寫的論文   SURFACE: A Practical Blockchain Consensus Algorithm for Real-World Networks  正式在預印本網站 Arxiv 上發佈。文章對下一代權威證明共識算法(下文稱爲「 PoA 2.0-SURFACE 」)作出了詳細闡述。

*SURFACE: 一種在現實網絡環境下的實用區塊鏈共識算法

PoA 2.0 – SURFACE 是安全、適用不同應用場景、且相對無分叉的鏈延長方案

該文章闡述了一種實用、高效、商業友好的區塊鏈共識算法:PoA 2.0 – SURFACE。該共識算法將極大地提高唯鏈區塊鏈基礎設施在安全性、穩定性方面的優勢,爲唯鏈生態中的區塊鏈應用提供更加優質的區塊鏈底層服務。藉此論文預印本發佈之際,我們希望可以與專業學者分享唯鏈在共識算法研究領域的最新突破,並向唯鏈生態夥伴闡述這種算法獨特的商業友好特性。

安全、高效、穩定的共識

PoA 2.0-SURFACE 將中本聰共識以及 BFT (異步拜占庭容錯)共識的優勢合二爲一。 前者可以讓區塊鏈在正常的網絡環境下獲得最優化的性能,即較爲平穩的高輸出和低延遲; 而後者可以保證區塊在嚴格異步網絡中的絕對一致性,保證了達到最終確認的交易在任何網絡條件下(包括受攻擊的網絡中)的絕對安全性。

爲了實現以上特性,在每一輪共識中,PoA 2.0-SURFACE 通過一種基於可驗證隨機函數(VRF)的機制來選擇一個由多個節點組成的委員會,並讓他們對出塊節點生成的區塊進行背書。因此,除非能夠在委員會中控制多數節點併合謀,記賬節點無法用其記賬權利生成不同的區塊,於是分叉的概率大大降低,而系統可以做到在正常的網絡環境下穩定並高效地出塊。同時,作者採用了一個基於 HotStuff BFT 的三階段共識機制,使得區塊在 PoA2.0-SURFACE 中可以達到最終性(Finality)。這種性質除了可以帶來安全性和易用性上的提升之外,在某些特殊的商業場景應用也尤爲重要。

爲商業應用而生的共識

考慮到企業用戶在使用區塊鏈時對安全性的需求,PoA 2.0-SURFACE 使用了基於可驗證隨機函數 VRF 的隨機信標生成機制。 該機制保證產生區塊鏈節點的不可預測性和公正性。例如:惡意節點既不能任意改變新信標,也無法提前對固定一段時間後(比如一天後)的出塊節點和委員會進行預測,從而杜絕了腐化攻擊(Corruption attack)發生的可能。

爲了在儘可能短的確認時間內獲得更高的安全性, PoA 2.0-SURFACE 加入委員會背書機制,這等效於在更短的時間內不需要等待多個區塊間隔就可以獲得更多節點的確認。此外,PoA 2.0-SURFACE 的委員會大小可以根據網絡情況調節,因此我們可以根據所測得的網絡實際情況,通過調節委員會大小來最大化傳輸效率和最小化確認延遲。而這樣的特性,是其他任何現有算法都無法實現的。

同時,PoA 2.0-SURFACE 中的區塊最終性機制爲實際商業應用提供了絕對的安全保證。 在採用中本聰共識的區塊鏈上,一筆被確認的交易總存在被另一條更長的鏈取代的可能,儘管在實際應用中,人們認定當某些條件(例如比特幣中的 6 個確認)滿足時這個可能性就已經足夠小到可以忽略不計。但對於實際應用區塊鏈的企業來說,尤其是在一些需要嚴格證明安全性的商業場景中,例如法律存證等業務場景,這樣的情況並不能很好的和現實法規相耦合。因此,PoA 2.0-SURFACE 採用了異步 BFT 算法來達到最終性,允許區塊在相對短的時間內實現最終性,爲企業提供絕對的安全保證。

*區塊鏈技術研究及應用的領跑者 *

目前在區塊鏈行業中,很多區塊鏈項目對技術方面投入了大量資源,如此也同時導致很多項目停留在區塊鏈技術共識階段的往復循環中,而忽視了企業對區塊鏈技術實際應用方面的需求。

唯鏈對於實現區塊鏈大規模應用劃分出三個區塊鏈共識發展階段:技術共識、商業共識以及治理共識。關於三個階段的共識,《 唯鏈白皮書 2.0》 做了詳細闡述。作爲唯鏈在區塊鏈行業中取得發展的方向和策略,三個階段共識爲區塊鏈實現規模性應用提供了清晰的階段性目標。

在商業共識階段,正在有越來越多的企業開始參與到將區塊鏈技術與實際業務結合的進程中。 這些企業決策者已經在概念驗證中看到了區塊鏈技術可行性,並將繼續投入資源以加深或擴大對該技術的應用創新,以搶佔數字化生產要素,在行業中成爲數字化改革的領跑者之一

唯鏈意識到,實際商業應用對區塊鏈價值生態的穩健性和可持續發展具有重要意義,而爲了幫助企業高效使用區塊鏈技術創造價值,我們需要爲企業提供安全可靠且用戶友好地區塊鏈應用。

隨着越來越多的企業將唯鏈區塊鏈解決方案應用於實際業務當中,唯鏈自主研發的區塊鏈解決方案在全球商業領域的價值正在持續顯現。藉助唯鏈一站式數據服務平臺 – VeChain ToolChain™,目前全球範圍內已有超過 50 家企業將唯鏈區塊鏈技術與實際業務系統無縫銜接。

VeChain ToolChain™ 是唯鏈爲助力企業在商業共識階段實現數字化領跑而精心打磨的用戶友好型區塊鏈數據服務平臺,企業無需專業的區塊鏈技術背景,即可將已有業務通過 VeChain ToolChain™輕鬆、快速地部署到區塊鏈價值網絡中。

PoA 2.0-SURFACE 在學術領域的發表,爲區塊鏈在技術共識階段和商業共識階段的長遠發展提供了創新性理論基礎。而唯鏈作爲賦能實體經濟的區塊鏈技術提供方,將在商業共識的道路上,繼續深耕企業友好且功能完善的區塊鏈價值應用,助力未來更多的企業快速步入區塊鏈應用快車道。