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區塊鏈共識算法的比較:Casper vs Tendermint


區塊鏈權益證明的慢慢長路。www.emoneybtc.com
權益證明的定義可以查看理解權益證明。
1982年,拜占庭將軍問題首次被Lamport,Shostak和Pease提出。Cosmos的Ethan Buchman這樣描述它:”這是一個在可妥協的通信網絡中實現分布式協議的問題,也就是在不可靠的環境中建立一個可靠的系統的問題“。從1982年到1999年,都沒有人能夠創造一個可以解決拜占庭將軍問題系統。長久以來,拜占庭將軍問題與計算都是無關的,因為在那個時候,互聯網演進出基於雲的中央中心化計算模式,所需要解決的只是容錯問題。
所以,故障容錯算法得到普及,例如1998年發明的Paxos算法和2013年發明的Raft算法被廣泛的應用。而1999年發明的實用拜占庭容錯(PBFT)卻沒有被學術界之外采用。直到2008年,中本聰將網絡規模級別的分布式拜占庭容錯(BFT)算法設計到區塊鏈方案中,才使拜占庭容錯得到推廣。當這種原型出現之後,系統研究界的人都開始圍繞將學術界“奇物”應用到真實世界而去構思各種想法。
在2011年,BitcoinTalk論壇對一個叫做權益證明(PoS)的概念組織了一場討論。最初的PoS協議例如點點幣,實現結果的並不理想。第一個真正提出將BFT研究應用到PoS公有區塊鏈環境中是Jae Kwon,他在2014年創造了Tendermint。
在當時,PoS研究做出了很大的假設:假設系統中的一系列對等節點都是靜態的,並且在長時間內都是穩定的。在區塊鏈環境中完全是不現實的。 Jae Kwon的重大突破是使Tendermint能夠使用區塊,哈希鏈接,動態驗證器集合和循環的領導者選舉來將BFT研究適應復制狀態機(區塊鏈)的領域。
在Tendermint環境中,出現了大量的共識算法(Honeybadger, Ouroboros, Tezos, Casper),它們都包含了BTF研究的元素以及在區塊鏈上其他模塊觀察的元素。
為權益證明做的所有研究都指向一個重要問題:在不耗盡物質稀缺資源的情況下,我們可以達到工作量證明(PoW)的安全級別嗎?這個問題可以轉化為:PoS的投票權以鏈上貨幣計價而不是計算力計價。區塊鏈的POS共識問題比可擴展性更被廣泛討論,運行PoW挖礦的高開銷成本以及環境外部性方面存在的問題都刺激了大量資源湧入PoS安全研究。
本文主要探討了在加密貨幣中使用了權益證明的三個主要PoS協議的特性:由Vlad Zamfir帶領研究的Casper the Friendly Ghost(CTFG)和由Vitalik Buterin帶領研究Casper the Friendly Finality Gadget(CFFG)以及Jae Kwon帶領研究的Tendermint。
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