區塊鏈:區塊DAG真正的終結性_ARA

作者：StevenPu，Taraxa創始人前言在之前寫過的一篇文章里，我們定義了區塊DAG的結構和排序方式，但也提出了排序依舊會隨著時間推移而出現變化的問題。本文，我們會為大家介紹Taraxa賦予區塊DAG排序真正終結性的方案以及與之相關的所有結果。終結性的重要性

如今大多數區塊鏈拓撲的終結性都是基于概率的，也就是說你永遠無法百分百確定一筆交易真的徹底完成了。舉個例子，在比特幣網絡中，隨著時間推移，攻擊者追上網絡剩余部分并重組區塊的概率會呈指數級下降。這種指數級的風險下降催生了“6個區塊”的經驗論。也就是說，如果在包含你那筆交易的區塊上又新增了5個區塊，那么你的交易就有了“6個區塊的深度”，從統計上來看，這個交易就不太可能遭到重排攻擊。在很多場合，概率性的終結沒什么問題。但是，如果你正在執行大量交易，且每筆交易都依賴于上一筆交易的輸出，或者你正在執行一筆巨額交易，你需要確定這筆交易絕不會被撤銷，那么終結性就相當重要了。在原始狀態下，我們區塊DAG的排序機制也是概率性終結的。為了實現真正的終結性，需要做些添加。DAG終結性意味著什么？

模塊化區塊鏈網絡Celestia已啟動其首個測試網Mamaki:5月25日消息，模塊化區塊鏈網絡 Celestia 已啟動其首個測試網 Mamaki，測試網支持用戶操作節點、接收測試網 Token、從驗證者節點獲得授權以及在錢包之間發送交易。

Celestia（此前為 LazyLedger）是第一個模塊化區塊鏈網絡。它是一個可插拔的共識和數據可用性層，使任何人都可以快速部署去中心化的區塊鏈，而無需引導新的共識網絡的開銷。Celestia 首席運營官 Nick White 表示，Celestia 是一種用于 Web 3 的云計算網絡，用戶能夠在共享共識層的特定應用鏈上啟動去中心化應用程序。[2022/5/26 3:42:04]

回想一下，我們早期排序機制的重排風險主要就是出現在錨定鏈發生變化的時候。

中汽協王耀：中汽協將推出“汽車大數據交互區塊鏈平臺” 預計6月發布:4月23日，中國汽車工業協會秘書長助理兼技術部部長王耀在接受中國證券報記者采訪時表示，中國汽車工業協會正在加快推出“汽車大數據交互區塊鏈平臺”，目前正在試運行，預計今年6月正式發布。王耀表示，該平臺考慮的方案是，企業將數據指紋上傳到該區塊鏈平臺，數據將通過單向加密算法處理，上傳后不可篡改。如果車企遇到數據公信問題，可以調出當時的數據包，與上傳至平臺的指紋做比對，即可得出真實結論。（中證網）[2021/4/23 20:53:00]

因此，只要我們能確保定期固定住錨鏈，那么無論出現什么狀況，錨鏈上的區塊排序都能徹底確定。我們是如何做到的呢？網絡會定期舉行投票，與區塊DAG的建設同步，以此來為DAG邊界附近的特定區塊施加無限權重。當一個區塊被賦予無限權重的時候，就意味著其通過幽靈指針直接或間接指向的所有區塊都具有了無限權重，也就是說現在不可能再通過攻擊推翻這個排序了。

動態 | 軟件巨頭Salesforce推出首款區塊鏈產品:據coindesk報道，軟件巨頭、業務管理云解決方案領先提供商Salesforce今天在Hyperledger Sawtooth平臺上展示了??其區塊鏈解決方案。該產品名為Salesforce Blockchain，是一個“低代碼區塊鏈平臺，可擴展CRM（客戶關系管理）的力量”。該公司表示，該解決方案可幫助用戶構建和維護區塊鏈網絡、應用程序和智能合約。[2019/5/30]

在上圖，我們選擇了橙色區塊賦予無限權重，并且可以看到這種無限性已經通過反向指向區塊DAG賦予了錨鏈上所有區塊無限權重。現在，我們已經有效地在其所屬時期確定了這個錨鏈及所有區塊的排序。那么，我們如何第一時間選擇要賦予無限權重的區塊呢？通過類似PBFT的算法選擇周期區塊

為了選擇DAG內的一個區塊來完成最終確定，我們采用了一個類似PBFT算法的過程。考慮到PBFT是一個研發完備且廣泛部署的算法，關于本文會涉及到的細節和潛在錯誤這里就一筆帶過不再贅述了。PBFT的周期區塊終結過程大致分為四步，如下面這張高度簡化的圖表所示。

聲音 | 任曉波：區塊鏈技術可以實現政府組織結構和工作流程的優化重組:據中新網報道，四川自貿區川南臨港片區管委會常務副主任任曉波表示，區塊鏈技術通過應用成熟的信息技術和通信技術，可以實現政府組織結構和工作流程的優化重組，跨越時間和空間，提供全方位優質服務。希望雙方在“區塊鏈”技術運用于金融風險防范、白酒產業發展等方面加強合作。同時，要求各部門要更深層次的研究學習、消化吸收，為川南臨港片區打造數字自貿區、智能自貿區提供有力支撐。[2018/12/16]

我們來分別看下，在每個階段，節點會做什么：1.提議新的區塊

通過VRF(SK,previous_PBFT_block_hash,current_vote_type,current_round_number,current_step_number)=(e,π)來計算其資格，這里e就是資格值，π是VRF正確計算的證明決定“如果e<閾值，那么其就有資格在本輪提議一個PBFT區塊”在邊界的附近但不在邊界上挑選一個DAG區塊候選人來進行最終確認，也就是當前周期的區塊候選人Pt在Pt和P(t-1)之間創建一個周期，找到這個周期內包含的所有區塊創建一個并發調度CS創建一個包含(Pt,CS)以及其他信息的PBFT區塊候選人(Pc)計算Pc的哈希將hash(Pc)、Pc以及證明其資格的(e,π)廣播給其他對等節點2.投票選出領頭人

聲音 | 中國區塊鏈應用研究中心葉健：無幣區塊鏈是主流，token價值在研究:在今日舉行的“上海區塊鏈技術協會揭牌儀式暨首屆長三角區塊鏈技術應用論壇”上，中國區塊鏈應用研究中心輪值秘書長葉健分享了區塊鏈的中國監管與國際經驗。葉健認為，監管可以影響趨勢但本質上不能改變趨勢。目前，全球監管共識尚未形成；但在中國，無幣區塊鏈是主流，token價值在研究。葉健分析，觀察中國區塊鏈監管有三個視角：中央集權，部門競權與地方分權。從中央政策看，中央認可區塊鏈是“新一代信息技術”，但去年“9?4”以來強化了ICO禁令。就部門而言，不同監管部門對區塊鏈的態度存在微妙差異：產業積極發展行業應用，金融方面一行兩會謹慎對待，網信部門開始關注。另外，北京、上海、杭州、廣州、海南等各地方政府已在布局區塊鏈。[2018/11/23]

通過VRF再次計算其資格生成另一個(e,π)決定“如果e<閾值，那么其就有資格參與此輪”等待2個λ的時間，其中λ是網絡直徑——也就是網絡中兩個最遠節點之間的最短距離計算在π也正確的情況下觀察到的e的最小值，創建者即為最小值e為“領頭人”的時候，它就是創建者——這個節點就是提議下一PBFT區塊的候選人將其對hash(Pc)的投票以及證明其資格的(e,π)廣播給對等節點——這里的hash(Pc)對應的是會成為“領頭人”的最小的e3.針對區塊的投票

通過VRF再次計算其資格生成另一個(e,π)決定“如果e<閾值，那么其就有資格參與此輪”等待2個λ的時間計算在給定的e_min時間內其是否收到2T+1的投票如果其尚不具備PBFT區塊，就針對e_min對應的Pc以及相關hash(Pc)進行對等節點輪詢驗證Pc是否正確創建將其對Pc的投票以及證明其資格的(e,π)廣播給對等節點4.投票進入下一步

通過VRF再次計算其資格生成另一個(e,π)決定“如果e<閾值，那么其就有資格參與此輪”等待2個λ的時間計算對于任意給定的Pc，其是否收到2T+1的投票驗證獲勝的Pc是否正確創建計算最新驗證過的Pc并將結果提交到永久存儲將其對繼續提議下一個PBFT區塊的投票以及證明其資格的(e,π)廣播給對等節點關于我們PBFT的更多介紹

上面寫的就是一個極其簡單的描述這是對我們PBFT流程的一個極其簡單的描述，因為我們并沒有提到所有可能會導致事情往不好方向發展的情況，例如沒有節點計算出低于閾值的e、投票沒有達到2T+1這個規定的數目、大量節點在這一輪期間崩潰等等。這個PBFT流程高度安全且可擴展注意，每當節點要發聲時，它都會計算一個VRF資格值來確保在這一輪它有資格發言。資格的閾值已設置好且會動態調整來確保以下兩件事：參與每一輪的節點是隨機的且有可能是不同的，這意味著一旦攻擊者觀察到某個節點是參與者并以其為目標發起攻擊，那么可能在下一輪它就失去了資格。這和許多其他算法不同，其他算法會在較長時間里保留參與者的資格，使他們成為攻擊的首要目標。在任何給定的回合中，只有一部分合格節點參與其中，使這個PBFT流程高度可擴展。這意味著就算網絡容量擴大，合格參與者數量增加，這些PBFT輪次的實際參與者相對網絡容量可以輕松通過設置實現次線性擴展。參與人數越少投票過程就越快。將隨機選擇的參與者與次線性增長的委員會規模相結合，得到的就是一個高度安全且可擴展的PBFT流程。平行的PBFT鏈

Taraxa的PBFT流程在現有的區塊DAG旁邊創造了一條PBFT區塊線性鏈。

每個PBFT區塊都有兩個主要目標，完成一個DAG區塊在周期區塊中的最終確定主持一次規定交易如何計算的并發調度完成DAG區塊的最終確定

這個PBFT流程會確認區塊DAG內的一個單一區塊。因此，與其他大多數利用PBFT流程的網絡不同，它并不作為主要共識算法來對整個區塊鏈流程把關。這也是為什么Taraxa的PBFT流程與區塊DAG的創建流程是并行的且基本上異步的。每當一個新的DAG區塊完成最終確定，我們就創建一個已終結的錨鏈以及錨鏈上一組相關區塊來實現）。整個區塊的集合稱為周期，也可以看作是一個最終確定了排序的區塊集群的快照。每個周期包含許多DAG區塊，會帶領我們進入另一個PBFT區塊任務，通過并發調度來確認待計算交易的順序。并發調度

并發調度通過以下幾種方式來確定排序：區塊的排序，這個由排序機制定義，因為一個周期里有很多區塊。過濾出區塊間的冗余交易。因為我們采用的是一個DAG數據結構，所以很有可能發生多個區塊提議者將同一組交易打包到不同DAG區塊的情況，導致一定程度的交易重疊。Taraxa設計了一個交易仲裁機制來幫助調整這種重疊——我們希望將這種情況降到最低但又不能為零，否則會出現交易孤立過度的情況。將交易分為并發集與順序集。這是我們并發EVM設計的關鍵部分，其中通過一組推測性執行算法將交易分為可安全并行執行的交易與必須按序執行的交易。你也可以將并發調度看作將所有單獨的DAG區塊組合成一個單一區塊并嵌入每個PBFT區塊的結果。除了共識，接下來我們還會繼續分享更多有趣的技術，并在研究和實現進程中陸續發布。敬請期待！

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