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长虹牵头的“区块链+物联网安全”国际标准落地 赋能智慧家庭应用提速
近日,由IEEESA(国际电气与电子工程师标准协会)组织的全球标准立项会在线上召开。在本次会议中,由四川长虹电子控股集团有限公司(以下简称“长虹控股”)牵头提交的《基于区块链的物联网零信任框架标准》,经过与会国际专家充分讨论,获得全票通过,正式立项,这也是全球首个“区块链+物联网安全”国际标准。
而此标准落地后,相关方将通过基于区块链的物联网零信任框架的推广,构建信任互联网,实现区块链技术在工业互联网、智慧家庭、智慧 健康 、智慧城市等主要场景的应用落地,将有助于加速推动我国实体经济数字化转型与高质量创新发展。
突破关键瓶颈
智慧家庭应用再提速
据了解,此次立项的《基于区块链的物联网零信任框架标准》,是IEEEC/BDL计算机协会区块链和分布式记账标准委员会下设的区块链赋能物联网安全工作组推出的首个标准提案。
“该标准将率先在标准层面提出运用区块链技术构建物联网零信任安全体系的技术思路,为物联网原生应用提供了可复制可扩展的分布式信任核心技术框架,以降低物联网安全体系的技术门槛和应用成本,突破了行业技术创新和应用发展的关键瓶颈。”长虹控股相关人士表示。
物联网安全性缺陷,在于缺乏设备与设备之间相互信任的机制,所有的设备都需要和物联网中心的数据进行核对,一旦数据库崩塌,会对整个物联网造成很大的破坏。而区块链分布式的网络结构,使得设备之间保持共识,无需与中心进行验证,这样即使一个或多个节点被攻破,整体网络体系的数据依然是可靠、安全的。
“这个框架的标准化将促进物联网应用 健康 发展,为物联网生态提供信任基础,使各参与方和利益相关方共同受益。”长虹上述人士称。
长虹信息安全实验室首席科学家唐博认为,区块链与物联网的结合将赋予智慧家庭领域商业模式安全性和新的活力。
在以智慧家庭和工业互联网为代表的物联网场景中,数以百亿计且数量不断增长的物联网设备(IoT)正在改变着现有的网络结构,传统的边界安全模式受到挑战,异构异主设备之间互联互通需要建立安全和可信赖的协同机制,因此迫切需要制定一个共同的框架,来应对物联网中大量存在的安全和信任挑战,以实现物联网端到端的安全可信。
“打破原本孤立的个体,区块链+物联网技术可以实现分布式协同网络。以区块链节点的形式将各类智慧家庭厂商、家电终端平台以及监管机构连接起来,实现真正的万物互联,解决关键瓶颈和核心痛点,也将增强智慧家庭生态的繁荣性和兼容性。”粤成股份创始人洪仕斌表示。
钉 科技 创始人丁少将认为,“任何人、事、物想要访问网络,都需要经过严密验证,从而为物联网构建安全屏障,这在一个‘万物互联’的未来,是十分有必要的。标准的推出,则可以更明确地指导‘零信任原则’在物联网领域的应用。加强互联互通的可行性和安全性,有助于智能家居的规模化更快地落地。”
“很长时间以来,中国企业往往热衷产品生产,而忽略标准的制定,使得中国产品在全球拓展中遭遇诸多技术壁垒,而此次长虹等企业率先制定全球首个‘区块链+物联网安全’国际标准,使得中国企业参与全球标准制定的能力有所增强。新型的技术需要相关的标准来引导相关生态产业的发展。对于新型技术的产业生态化和全球化方面,其巨大的商业潜力需要有相关的标准来引导相关生态产业的发展,中国企业已经走在前列,说明中国传统企业在标准、产品技术,产品壁垒的构建方面,其意识已经增强。”中国本土企业软权力研究中心研究员周锡冰表示。
全面布局物联网应用
给企业数字化转型以方向
区块链物联网是ITU标准组织主推的概念,2017年初,ITU-T成立SG20标准组,负责物联网及其在智慧城市和社区的应用的标准制定。国内主导企业是中国联通,中兴通讯,中国信科。
而家电企业牵头,尚属首例。
近年来,长虹控股立足于互联网面向物联网,加速转型升级,在2018年设立信息安全灯塔实验室,全面布局物联网应用区块链标准研制。
唐博表示,实验室将致力于推动该标准的研制和发布工作,征集从事物联网领域区块链应用研究、测试咨询和工程实践的相关企业、行业协会、高等院校、科研院所、服务机构,筹建区块链赋能物联网安全标准工作组,开展区块链与物联网安全融合创新的相关标准研制工作。
“传统企业智能化转型普遍面临研发成本高、成产效率低、运营能力不足的困境。目前长虹面向物联网转型成果显现出其在智能化转型上已走出自己的道路。长虹的AIoT战略不仅在推动自身转型,也在对外赋能,推动产业升级。整体来看,长虹的转型升级进展明显:在C端,长虹的智慧家庭解决方案不断完善;在B端,长虹已经拿下了多个产业冠军,比如,物联网模块,轨道交通电源等。”钉 科技 创始人丁少将表示。
“随着5G的普及,万物互联已经进入传统企业转型赛道,新型的商业模式构建成为传统家电巨头制造企业在升级和转型的一个风口。在此次转型中,长虹利用自己传统制造的优势,以及新时代的需求,长虹牵手制定的‘区块链+物联网安全’国际标准,将提升长虹自身的竞争优势。”周锡冰认为。
相关标准的落地也可谓意义巨大。
区块链物联网的垂直领域应用涉及众多领域:工业制造、联网的无人驾驶 汽车 、交通、公共技术设施和智能城市、金融服务和保险、家庭和商业房产管理、智能合约、零售等。
“未来家电巨头将在工业制造、无人驾驶、智能城市等领域,成为重要的支撑甚至是带领者,其正在展现出无可替代的作用。”中钢经济研究院高级研究员胡麒牧表示。
丁少将认为:“从长期发展的角度来看,该标准所能影响的产业及领域会是相当宽泛的,毕竟,‘物联网’在未来生产生活中本身就应该是泛在的。短期内该标准主要会给智慧家庭、智能可穿戴、智慧出行产业发展以标准和方向,以及制造业的数字化转型。
(编辑 乔川川)
5月27日区块链资讯汇总(一)
【0:08】【DeFi投资平台Zerion发布移动钱包 Zerion Wallet,可铸造Zerion DNA】5月27日消息,DeFi平台 Zerion 宣布推出非托管移动钱包 Zerion Wallet,目前支持以太坊、Polygon、Solana、BNB Chain、Arbitrum、Optimism、Avalanche、Gnosis Chain、Aurora 和 Loopring 10 个网络。同时 Zerion 推出可以随着钱包操作活动改变的 NFT 头像 Zerion DNA,Zerion DNA 中有 6 个属性来反映用户的链上足迹,包括 Gas 消耗量、交易笔数、DNA NFT Age、代币数量、钱包余额、网络余额(后三个属性为动态)等,这些属性代表 NFT 头像中的背景、衣服、头部以及颜色元素。用户可以免费铸造 Zerion DNA(需支付网络费用),Zerion 将通过 Opensea 等工具上从外部更新用户的 DNA 属性,每周更新一次。
【0:16】【美联储理事:稳定币等新形式的数字货币不能为投资者和消费者提供相同的保护】5月27日消息,美联储理事布雷纳德:稳定币等新形式的数字货币不能为投资者和消费者提供相同的保护,可能会重新给支付系统带来重大的交易对手方风险。
【0:18】【美联储理事:稳定币等新形式的数字货币不能为投资者和消费者提供相同的保护】5月27日消息,美联储理事布雷纳德表示,最近的事件强调了需要明确的监管护栏来保护消费者和投资者的重要性,最近加密货币领域金融市场的动荡表明,我们现在采取的行动,无论是在监管框架还是数字美元方面,都应该能够对金融系统的未来发展产生积极影响,稳定币等新形式的数字货币不能为投资者和消费者提供相同的保护,可能会重新给支付系统带来重大的交易对手方风险。(金十)
【0:22】【扎克伯格:未来3-5年Meta元宇宙项目将会花费巨额资金】5月27日消息,Meta首席执行官马克·扎克伯格在年度会议上回应一位股东关于投资回报问题时表示,未来 3-5 年 Meta 元宇宙项目将会花费巨额资金。另据 Meta 董事会称,Meta 许多实体互联网产品不太可能在 10-15 年内推出,而扎克伯格则希望让每个人都能购买负担得起的硬件设备,并确保数字经济持续增长。(彭博社)
【0:32】【美联储理事布雷纳德:没有国会的支持不会推进数字货币的发展】5月27日消息,美联储理事布雷纳德表示,相对于法定货币,新形式的货币可能会失去其所承诺的价值。 保持美国在国际支付中的主导地位非常重要,如果其他国家发行了数字货币,那么考虑这对美元而言意味着什么很重要,对美国来说,参与跨境交易的标准制定非常重要,美联储的报告清楚表明,没有国会的支持,我们不会推进数字货币的发展,美联储对行政部门和国会提供强大的支持很重要。(金十)
【0:44】【Lamoureux总裁:“比特币冬天”即将结束,下一轮牛市将持续到 2025 年】金色 财经 报道,宏观经济研究公司 Lamoureux Co 的总裁 Yves Lamoureux 在 5 月 26 日发表的 MarketWatch 采访中表示,最近的比特币价格调整是已经结束的“冬季”的一部分。 Lamoureux预计比特币将开始另一场反弹,最终将在 2023 年底达到 100,000 美元的资产价值。他认为反弹将持续到 2025 年。 他指出,比特币价格的下一个转折点将是计划于 2024 年发生的减半事件。据 Lamoureux说法,随着比特币供应减少,该资产将反映其升值的 历史 价格走势。 (finbold)
【0:46】【STEPN宣布清查中国大陆账户,将于7月15日停止提供GPS及IP位置服务】5月27日消息,Move to Earn应用 STEPN 在社交媒体上发布《关于清查中国大陆帐户的公告》,据公告内容显示,为积极主动响应相关监管政策,STEPN 将清查中国大陆帐户,若发现中国大陆地区用户,STEPN 将依据使用条款对其账户于 2022 年 7 月 15 日(UTC+8)24:00 停止提供 GPS 及 IP 位置服务。如果用户预期长期会在该地区的 GPS 或 IP 位置登陆及使用帐户,官方鼓励用户自行决策处理应用内的资产。在此期间,更多细节将通过官方社交媒体公告、邮件、应用内提示等方式通知使用者。
【1:12】【Cowen分析师:Coinbase 相对于竞争对手具有“结构优势”】金色 财经 报道,Cowen股票研究分析师Stephen Glagola周四在给客户的一份报告中表示,Coinbase的安全基础设施和监管合规性使其相对于竞争对手的全球加密货币交易所具有“结构性优势”。Glagola表示,交易所行业的当前结构表明,短期内竞争导致费用降低的风险很低,因为平台“还在平台的安全/信任、资产访问、易用性、客户支持和替代产品方面展开竞争,随着行业的成熟,材料费压缩在长期内是可能的。Cowen估计,截至 2021 年,Coinbase 约占美国监管中心化交易所现货加密货币量的 46%,高于 2020 年的 39%。Glagola表示,如果获得监管部门的批准,他预计 Coinbase 的加密衍生品在美国的推出将成为增长的催化剂,同时“离岸流动性回到美国”的潜力。(Coindesk)
【1:32】【美国民主党议员Lynch:我们需要保持数字货币的安全和隐私】5月27日消息,美国民主党议员Lynch表示,我们需要保持数字货币的安全和隐私。(金十)
【1:56】【比特币的主导地位增至45%,达到自2021年10月以来的最高水平】5月27日消息,TradingView数据显示,尽管BTC的市值降至5520亿美元,但比特币的主导地位(比特币市值占加密货币总市值的百分比)已增加到45%,这是该指标自2021年10月以来的最高水平。Hashdex欧洲负责人Laurent Kssis表示,尽管如此,BTC仍未显示出复苏的迹象,他表示:我们可能会看到山寨币的进一步下跌趋势,因为仍有强烈迹象表明BTC将保持在30,000美元以下。
【2:24】【牙买加、巴西、尼日利亚和海地是目前正在考虑建立或扩大CBDC试点的国家】金色 财经 报道,据国际清算银行称,随着全球超过一半的中央银行致力于数字货币计划,以美元为主导的支付网络可能在相对较短的时间内成为过去。 BIS 在本月早些时候 的一份报告中表示,鉴于现金使用量减少和私人数字支付服务增加,提供类似现金的数字支付方式是最常见的考虑因素。其他重要的考虑因素包括加强支付服务提供商 (PSP) 之间的竞争、提高效率和降低金融服务的成本。牙买加、巴西、尼日利亚和海地是目前正在考虑建立或扩大 CBDC 试点的国家。
牙买加中央银行行长Richard Byles表示,对于牙买加等现金驱动的经济体,CBDC 可以实现更便宜、更安全和更高效的交易。 (
【2:41】【牙买加、巴西、尼日利亚和海地是目前正在考虑建立或扩大CBDC试点的国家】金色 财经 报道,据国际清算银行称,随着全球超过一半的中央银行致力于数字货币计划,以美元为主导的支付网络可能在相对较短的时间内成为过去。 BIS 在本月早些时候 的一份报告中表示,鉴于现金使用量减少和私人数字支付服务增加,提供类似现金的数字支付方式是最常见的考虑因素。其他重要的考虑因素包括加强支付服务提供商 (PSP) 之间的竞争、提高效率和降低金融服务的成本。牙买加、巴西、尼日利亚和海地是目前正在考虑建立或扩大 CBDC 试点的国家。
牙买加中央银行行长Richard Byles表示,对于牙买加等现金驱动的经济体,CBDC 可以实现更便宜、更安全和更高效的交易。
【2:43】【BTC跌破29500美元】BTC跌破29500美元,现报29492.4美元,日内跌幅达到1.49%,行情波动较大,请做好风险控制。
【2:57】【链上数据显示,新的比特币地址数量正在下降】金色 财经 报道,链上数据显示,新的比特币地址数量正在下降,链上交易活动交投清淡,投资者仍处于观望状态。加密货币分析师 Ali Martinez表示,过去几天 BTC 网络创建的新地址数量有所下降,截至 5 月 24 日的7天移动平均数为 376,488 个,而截至 5 月 20 日的 7 天移动平均线指标显示,当时的新地址数量约为 425,000个,这意味着新地址数量最近下降了约 11.41%。
与此同时,比特币鲸鱼的数量(至少持有 1,000 枚比特币的地址)也在减少。 Ali Martinez发布的另一张图表显示,自5月12日以来,余额大于1,000 BTC 的地址数量下降了1.87%。
根据 Martinez 的说法,在过去的十天里,有 23 个比特币鲸鱼离开了网络或抛售了部分持仓。目前,比特币鲸鱼的数量为 2,203 个,与 4 月份相比大幅下降,当时比特币鲸鱼的数量约为 2,280 个。
【3:31】【波士顿会计师事务所 Wolf Company宣布将接受加密货币】金色 财经 报道,波士顿会计师事务所 Wolf Company在其官方网站上宣布,它将通过加密支付处理器 Bitpay 接受加密货币。
除了Shiba Inu、比特币和狗狗币,BitPay 还支持其他加密货币,如比特币现金 (BCH)、以太坊 (ETH)、莱特币 (LTC)、包裹比特币 (WBTC) 和五种与美元挂钩的稳定币(BUSD、DAI、GUSD、 USDC 和 USDP)。(u.today)
【3:33】【多米链通过币安Launchpad审核】据官方消息,多米链向币安Launchpad提交了申请,并已通过审核。 币安已经发了一份备忘录给我们,我们已签署。
【3:57】【Crypto.com 聘请 Bittrex 前高管 Kwon Park 担任董事总经理】5月27日消息,总部位于新加坡的加密公司 Crypto.com 宣布聘请交易所 Bittrex 前高管 Kwon Park 担任董事总经理,以帮助指导该公司的 Web3 战略,Kwon Park 曾担任 Bittrex的首席战略官和业务发展总监,他还是几家 Bittrex 附属公司的董事会成员,在加入 Bittrex 和 Crypto.com 之前,Park 在美国政府事务公司 Delta Strategy Group 担任了四年多的法律顾问。Kwon 涉足多个行业,包括监管合规、执法、业务战略和政策问题等多个领域。在新职位上,Kwon Park 将领导 Crypto.com 的合作伙伴关系发展,并尝试规划新的商机。
【4:07】【美股收盘,三大股指全线上涨】5月27日消息,美股收盘,三大股指全线上涨,道琼斯指数5月26日(周四)收盘下跌970.77点,跌幅2.86%,报32945.62点;标普500指数5月26日(周四)收盘下跌151.70点,跌幅3.54%,报4135.80点;纳斯达克综合指数5月26日(周四)收盘下跌536.89点,跌幅4.17%,报12334.64点。
【4:15】【1inch Network宣布与Travala建立合作关系】金色 财经 报道,去中心化交易平台1inch Network宣布与Travala建立合作伙伴关系。作为最新举措的一部分,这家由币安支持的旅行社将在其平台上添加 1INCH 代币作为支付选项。该合作将允许 1INCH 代币持有者在 230 个国家/地区预订超过 220 万家酒店和房屋、600 多家航空公司和其他活动。他们还将能够访问 Travala 的各种 旅游 产品。1inch Network 联合创始人 Sergej Kunz 表示,大规模采用公司的产品和解决方案是聚合器的首要任务。Kunz 预计该集成将为 1INCH 代币创建一个新的实用程序,同时为许多潜在用户提供曝光机会。
【4:39】【Blockware Solutions 宣布与 SEVA 建立新的合作伙伴关系】金色 财经 报道, 比特币矿机公司Blockware Solutions 宣布与 SEVA 建立新的合作伙伴关系。Blockware Solutions 已经启动了一项 150 兆瓦的矿场,以扩大其在 SunPark 的比特币采矿业务,Blockware Solutions 将在第一阶段的建设中投资1000 万美元。第一阶段将是一个占地 20 英亩的 60 兆瓦设施,将采用浸没式冷却采矿和托管业务。该项目预计将于 2022 年第四季度开始。
【4:54】【SEC专员:加密货币的监管将更快发生】金色 财经 报道,Watcher.Guru发推称,美国证券交易委员会(SEC)专员Hester Peirce表示,鉴于最近UST的崩盘,加密货币的监管将更快发生。
【5:15】【PoolTogether使用NFT众筹进行法律辩护】金色 财经 报道,DeFi无损彩票项目PoolTogether因陷入法律困境,正在转向利用NFT来为其辩护基金进行众筹。据其网站称,该公司周四发布的“ Poly ”NFT 系列资金将用于支持 PoolTogether Inc应对集体诉讼。PoolTogether 是一款基于应用程序的无损储蓄 游戏 ,用户可以在平台上使用 DeFi 协议在平台上存入资金赢得奖品。(Coindesk)
【5:29】【Otherdeed系列NFT 24小时交易额为265万美元】金色 财经 消息,据NFTGo.io数据显示,Otherdeed系列NFT总市值达10.4 亿美元,在所有NFT项目总市值排名中位居第3;其24小时交易额为265.21万美元,增幅达31.25%。截止发稿时,该系列NFT当前地板价为2.84ETH,下跌10.72%。
【6:11】【安永区块链负责人:以太坊可以“接管一切”,不会有多链的未来】金色 财经 报道,安永全球区块链负责人Paul Brody表示,他预计以太坊最终将“接管一切”,尽管它一直面临来自其他智能合约区块链的竞争,如 Solana、Avalanche、Cardano和Algorand。但Brody称,以太坊是最可靠的区块链,尽管批评者抱怨该区块链的交易速度慢、成本高等问题。Brody表示不期望看到多链的未来,即不同的区块链共存,都为生态系统作出贡献。人们谈论多链,好像它是某种既定的,比如,我们都将走向多链的未来,这真的很奇怪。技术行业喜欢标准。
在比特币方面,Brody表示,不清楚这个最大的加密货币的未来是什么,因为它还没有提供一个令人信服的案例来作为对冲通货膨胀的工具。更重要的是,比特币并不是一个开发者生态系统。Brody还强调了稳定币的重要性,并呼吁建立一个
【6:25】【美联储考虑在未来可能发行数字美元的情况下缓和对商业银行的冲击】5月27日消息,美联储副主席布雷纳德表示,美联储正在考虑各种手段,在美国政府如果决定发行数字美元的情况下缓和对商业银行存款的影响。布雷纳德周四表示,虽然存款不可避免会有所下降,但美联储正在想办法避免存款大幅下降。包括美国银行家协会、银行政策研究所在内的行业游说团体已经呼吁政府暂缓推出央行数字货币,担心它会分流银行系统的资金,减少对企业和家庭的信贷。她指出,在考虑对存款的潜在影响方面,我们一直在进行很多考量,金融系统未来在数字化方面的任何发展都将导致现金使用减少和银行存款减少。(金十)
【6:37】【Terra 治理系统投票通过销毁 13 亿 UST 代币的计划】金色 财经 报道,根据Terra官网信息,Terra 治理系统已投票批准了一项提议,即销毁项目社区池中持有的所有 TerraUSD (UST) 代币,并将 UST 部署在以太坊上用于过去的流动性激励。这相当于超过 13 亿 UST,约占现有 112 亿 UST 供应量的 11%。该提案获得了 99.3% 的赞成票通过。投票后,Terra 的核心开发公司 Terraform Labs 将执行销毁计划,这个过程分两个阶段进行。首先,它将从 Terra 的社区池中发送约 10 亿 UST到一个销毁模块,在那里它将被永久地从供应中移除。然后,团队将手动将 3.7 亿 UST 从以太坊区块链桥接回 Terra 并销毁。
区块链的共识机制
一、区块链共识机制的目标
区块链是什么?简单而言,区块链是一种去中心化的数据库,或可以叫作分布式账本(distributed ledger)。传统上所有的数据库都是中心化的,例如一间银行的账本就储存在银行的中心服务器里。中心化数据库的弊端是数据的安全及正确性全系于数据库运营方(即银行),因为任何能够访问中心化数据库的人(如银行职员或黑客)都可以破坏或修改其中的数据。
而区块链技术则容许数据库存放在全球成千上万的电脑上,每个人的账本通过点对点网络进行同步,网络中任何用户一旦增加一笔交易,交易信息将通过网络通知其他用户验证,记录到各自的账本中。区块链之所以得其名是因为它是由一个个包含交易信息的区块(block)从后向前有序链接起来的数据结构。
很多人对区块链的疑问是,如果每一个用户都拥有一个独立的账本,那么是否意味着可以在自己的账本上添加任意的交易信息,而成千上万个账本又如何保证记账的一致性? 解决记账一致性问题正是区块链共识机制的目标 。区块链共识机制旨在保证分布式系统里所有节点中的数据完全相同并且能够对某个提案(proposal)(例如是一项交易纪录)达成一致。然而分布式系统由于引入了多个节点,所以系统中会出现各种非常复杂的情况;随着节点数量的增加,节点失效或故障、节点之间的网络通信受到干扰甚至阻断等就变成了常见的问题,解决分布式系统中的各种边界条件和意外情况也增加了解决分布式一致性问题的难度。
区块链又可分为三种:
公有链:全世界任何人都可以随时进入系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。公有链通常被认为是“完全去中心化“的,因为没有任何人或机构可以控制或篡改其中数据的读写。公有链一般会通过代币机制鼓励参与者竞争记账,来确保数据的安全性。
联盟链:联盟链是指有若干个机构共同参与管理的区块链。每个机构都运行着一个或多个节点,其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易,并且共同来记录交易数据。这类区块链被认为是“部分去中心化”。
私有链:指其写入权限是由某个组织和机构控制的区块链。参与节点的资格会被严格的限制,由于参与的节点是有限和可控的,因此私有链往往可以有极快的交易速度、更好的隐私保护、更低的交易成本、不容易被恶意攻击、并且能够做到身份认证等金融行业必须的要求。相比中心化数据库,私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或篡改数据。即使发生错误,也能够迅速发现来源,因此许多大型金融机构在目前更加倾向于使用私有链技术。
二、区块链共识机制的分类
解决分布式一致性问题的难度催生了数种共识机制,它们各有其优缺点,亦适用于不同的环境及问题。被众人常识的共识机制有:
l PoW(Proof of Work)工作量证明机制
l PoS(Proof of Stake)股权/权益证明机制
l DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明机制
l PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法
l DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance)授权拜占庭容错算法
l SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共识协议
l RPCA(Ripple Protocol Consensus Algorithm)Ripple共识算法
l Pool验证池共识机制
(一)PoW(Proof of Work)工作量证明机制
1. 基本介绍
在该机制中,网络上的每一个节点都在使用SHA256哈希函数(hash function) 运算一个不断变化的区块头的哈希值 (hash sum)。 共识要求算出的值必须等于或小于某个给定的值。 在分布式网络中,所有的参与者都需要使用不同的随机数来持续计算该哈希值,直至达到目标为止。当一个节点的算出确切的值,其他所有的节点必须相互确认该值的正确性。之后新区块中的交易将被验证以防欺诈。
在比特币中,以上运算哈希值的节点被称作“矿工”,而PoW的过程被称为“挖矿”。挖矿是一个耗时的过程,所以也提出了相应的激励机制(例如向矿工授予一小部分比特币)。PoW的优点是完全的去中心化,其缺点是消耗大量算力造成了的资源浪费,达成共识的周期也比较长,共识效率低下,因此其不是很适合商业使用。
2. 加密货币的应用实例
比特币(Bitcoin) 及莱特币(Litecoin)。以太坊(Ethereum) 的前三个阶段(Frontier前沿、Homestead家园、Metropolis大都会)皆采用PoW机制,其第四个阶段 (Serenity宁静) 将采用权益证明机制。PoW适用于公有链。
PoW机制虽然已经成功证明了其长期稳定和相对公平,但在现有框架下,采用PoW的“挖矿”形式,将消耗大量的能源。其消耗的能源只是不停的去做SHA256的运算来保证工作量公平,并没有其他的存在意义。而目前BTC所能达到的交易效率为约5TPS(5笔/秒),以太坊目前受到单区块GAS总额的上限,所能达到的交易频率大约是25TPS,与平均千次每秒、峰值能达到万次每秒处理效率的VISA和MASTERCARD相差甚远。
3. 简图理解模式
(ps:其中A、B、C、D计算哈希值的过程即为“挖矿”,为了犒劳时间成本的付出,机制会以一定数量的比特币作为激励。)
(Ps:PoS模式下,你的“挖矿”收益正比于你的币龄(币的数量*天数),而与电脑的计算性能无关。我们可以认为任何具有概率性事件的累计都是工作量证明,如淘金。假设矿石含金量为p% 质量, 当你得到一定量黄金时,我们可以认为你一定挖掘了1/p 质量的矿石。而且得到的黄金数量越多,这个证明越可靠。)
(二)PoS(Proof of Stake)股权/权益证明机制
1.基本介绍
PoS要求人们证明货币数量的所有权,其相信拥有货币数量多的人攻击网络的可能性低。基于账户余额的选择是非常不公平的,因为单一最富有的人势必在网络中占主导地位,所以提出了许多解决方案。
在股权证明机制中,每当创建一个区块时,矿工需要创建一个称为“币权”的交易,这个交易会按照一定比例预先将一些币发给矿工。然后股权证明机制根据每个节点持有代币的比例和时间(币龄), 依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,以加快节点寻找随机数的速度,缩短达成共识所需的时间。
与PoW相比,PoS可以节省更多的能源,更有效率。但是由于挖矿成本接近于0,因此可能会遭受攻击。且PoS在本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,所以它同样难以应用于商业领域。
2.数字货币的应用实例
PoS机制下较为成熟的数字货币是点点币(Peercoin)和未来币(NXT),相比于PoW,PoS机制节省了能源,引入了" 币天 "这个概念来参与随机运算。PoS机制能够让更多的持币人参与到记账这个工作中去,而不需要额外购买设备(矿机、显卡等)。每个单位代币的运算能力与其持有的时间长成正相关,即持有人持有的代币数量越多、时间越长,其所能签署、生产下一个区块的概率越大。一旦其签署了下一个区块,持币人持有的币天即清零,重新进入新的循环。
PoS适用于公有链。
3.区块签署人的产生方式
在PoS机制下,因为区块的签署人由随机产生,则一些持币人会长期、大额持有代币以获得更大概率地产生区块,尽可能多的去清零他的"币天"。因此整个网络中的流通代币会减少,从而不利于代币在链上的流通,价格也更容易受到波动。由于可能会存在少量大户持有整个网络中大多数代币的情况,整个网络有可能会随着运行时间的增长而越来越趋向于中心化。相对于PoW而言,PoS机制下作恶的成本很低,因此对于分叉或是双重支付的攻击,需要更多的机制来保证共识。稳定情况下,每秒大约能产生12笔交易,但因为网络延迟及共识问题,需要约60秒才能完整广播共识区块。长期来看,生成区块(即清零"币天")的速度远低于网络传播和广播的速度,因此在PoS机制下需要对生成区块进行"限速",来保证主网的稳定运行。
4.简图理解模式
(PS:拥有越多“股份”权益的人越容易获取账权。是指获得多少货币,取决于你挖矿贡献的工作量,电脑性能越好,分给你的矿就会越多。)
(在纯POS体系中,如NXT,没有挖矿过程,初始的股权分配已经固定,之后只是股权在交易者之中流转,非常类似于现实世界的股票。)
(三)DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明机制
1.基本介绍
由于PoS的种种弊端,由此比特股首创的权益代表证明机制 DPoS(Delegated Proof of Stake)应运而生。DPoS 机制中的核心的要素是选举,每个系统原生代币的持有者在区块链里面都可以参与选举,所持有的代币余额即为投票权重。通过投票,股东可以选举出理事会成员,也可以就关系平台发展方向的议题表明态度,这一切构成了社区自治的基础。股东除了自己投票参与选举外,还可以通过将自己的选举票数授权给自己信任的其它账户来代表自己投票。
具体来说, DPoS由比特股(Bitshares)项目组发明。股权拥有着选举他们的代表来进行区块的生成和验证。DPoS类似于现代企业董事会制度,比特股系统将代币持有者称为股东,由股东投票选出101名代表, 然后由这些代表负责生成和验证区块。 持币者若想称为一名代表,需先用自己的公钥去区块链注册,获得一个长度为32位的特有身份标识符,股东可以对这个标识符以交易的形式进行投票,得票数前101位被选为代表。
代表们轮流产生区块,收益(交易手续费)平分。DPoS的优点在于大幅减少了参与区块验证和记账的节点数量,从而缩短了共识验证所需要的时间,大幅提高了交易效率。从某种角度来说,DPoS可以理解为多中心系统,兼具去中心化和中心化优势。优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。缺点:投票积极性不高,绝大部分代币持有者未参与投票;另整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的。
DPoS机制要求在产生下一个区块之前,必须验证上一个区块已经被受信任节点所签署。相比于PoS的" 全民挖矿 ",DPoS则是利用类似" 代表大会 "的制度来直接选取可信任节点,由这些可信任节点(即见证人)来代替其他持币人行使权力,见证人节点要求长期在线,从而解决了因为PoS签署区块人不是经常在线而可能导致的产块延误等一系列问题。 DPoS机制通常能达到万次每秒的交易速度,在网络延迟低的情况下可以达到十万秒级别,非常适合企业级的应用。 因为公信宝数据交易所对于数据交易频率要求高,更要求长期稳定性,因此DPoS是非常不错的选择。
2. 股份授权证明机制下的机构与系统
理事会是区块链网络的权力机构,理事会的人选由系统股东(即持币人)选举产生,理事会成员有权发起议案和对议案进行投票表决。
理事会的重要职责之一是根据需要调整系统的可变参数,这些参数包括:
l 费用相关:各种交易类型的费率。
l 授权相关:对接入网络的第三方平台收费及补贴相关参数。
l 区块生产相关:区块生产间隔时间,区块奖励。
l 身份审核相关:审核验证异常机构账户的信息情况。
l 同时,关系到理事会利益的事项将不通过理事会设定。
在Finchain系统中,见证人负责收集网络运行时广播出来的各种交易并打包到区块中,其工作类似于比特币网络中的矿工,在采用 PoW(工作量证明)的比特币网络中,由一种获奖概率取决于哈希算力的抽彩票方式来决定哪个矿工节点产生下一个区块。而在采用 DPoS 机制的金融链网络中,通过理事会投票决定见证人的数量,由持币人投票来决定见证人人选。入选的活跃见证人按顺序打包交易并生产区块,在每一轮区块生产之后,见证人会在随机洗牌决定新的顺序后进入下一轮的区块生产。
3. DPoS的应用实例
比特股(bitshares) 采用DPoS。DPoS主要适用于联盟链。
4.简图理解模式
(四)PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法
1. 基本介绍
PBFT是一种基于严格数学证明的算法,需要经过三个阶段的信息交互和局部共识来达成最终的一致输出。三个阶段分别为预备 (pre-prepare)、准备 (prepare)、落实 (commit)。PBFT算法证明系统中只要有2/3比例以上的正常节点,就能保证最终一定可以输出一致的共识结果。换言之,在使用PBFT算法的系统中,至多可以容忍不超过系统全部节点数量1/3的失效节点 (包括有意误导、故意破坏系统、超时、重复发送消息、伪造签名等的节点,又称为”拜占庭”节点)。
2. PBFT的应用实例
著名联盟链Hyperledger Fabric v0.6采用的是PBFT,v1.0又推出PBFT的改进版本SBFT。PBFT主要适用于私有链和联盟链。
3. 简图理解模式
上图显示了一个简化的PBFT的协议通信模式,其中C为客户端,0 – 3表示服务节点,其中0为主节点,3为故障节点。整个协议的基本过程如下:
(1) 客户端发送请求,激活主节点的服务操作;
(2) 当主节点接收请求后,启动三阶段的协议以向各从节点广播请求;
(a) 序号分配阶段,主节点给请求赋值一个序号n,广播序号分配消息和客户端的请求消息m,并将构造pre-prepare消息给各从节点;
(b) 交互阶段,从节点接收pre-prepare消息,向其他服务节点广播prepare消息;
(c) 序号确认阶段,各节点对视图内的请求和次序进行验证后,广播commit消息,执行收到的客户端的请求并给客户端响应。
(3) 客户端等待来自不同节点的响应,若有m+1个响应相同,则该响应即为运算的结果;
(五)DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance)授权拜占庭容错算法
1. 基本介绍
DBFT建基于PBFT的基础上,在这个机制当中,存在两种参与者,一种是专业记账的“超级节点”,一种是系统当中不参与记账的普通用户。普通用户基于持有权益的比例来投票选出超级节点,当需要通过一项共识(记账)时,在这些超级节点中随机推选出一名发言人拟定方案,然后由其他超级节点根据拜占庭容错算法(见上文),即少数服从多数的原则进行表态。如果超过2/3的超级节点表示同意发言人方案,则共识达成。这个提案就成为最终发布的区块,并且该区块是不可逆的,所有里面的交易都是百分之百确认的。如果在一定时间内还未达成一致的提案,或者发现有非法交易的话,可以由其他超级节点重新发起提案,重复投票过程,直至达成共识。
2. DBFT的应用实例
国内加密货币及区块链平台NEO是 DBFT算法的研发者及采用者。
3. 简图理解模式
假设系统中只有四个由普通用户投票选出的超级节点,当需要通过一项共识时,系统就会从代表中随机选出一名发言人拟定方案。发言人会将拟好的方案交给每位代表,每位代表先判断发言人的计算结果与它们自身纪录的是否一致,再与其它代表商讨验证计算结果是否正确。如果2/3的代表一致表示发言人方案的计算结果是正确的,那么方案就此通过。
如果只有不到2/3的代表达成共识,将随机选出一名新的发言人,再重复上述流程。这个体系旨在保护系统不受无法行使职能的领袖影响。
上图假设全体节点都是诚实的,达成100%共识,将对方案A(区块)进行验证。
鉴于发言人是随机选出的一名代表,因此他可能会不诚实或出现故障。上图假设发言人给3名代表中的2名发送了恶意信息(方案B),同时给1名代表发送了正确信息(方案A)。
在这种情况下该恶意信息(方案B)无法通过。中间与右边的代表自身的计算结果与发言人发送的不一致,因此就不能验证发言人拟定的方案,导致2人拒绝通过方案。左边的代表因接收了正确信息,与自身的计算结果相符,因此能确认方案,继而成功完成1次验证。但本方案仍无法通过,因为不足2/3的代表达成共识。接着将随机选出一名新发言人,重新开始共识流程。
上图假设发言人是诚实的,但其中1名代表出现了异常;右边的代表向其他代表发送了不正确的信息(B)。
在这种情况下发言人拟定的正确信息(A)依然可以获得验证,因为左边与中间诚实的代表都可以验证由诚实的发言人拟定的方案,达成2/3的共识。代表也可以判断到底是发言人向右边的节点说谎还是右边的节点不诚实。
(六)SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共识协议
1. 基本介绍
SCP 是 Stellar (一种基于互联网的去中心化全球支付协议) 研发及使用的共识算法,其建基于联邦拜占庭协议 (Federated Byzantine Agreement) 。传统的非联邦拜占庭协议(如上文的PBFT和DBFT)虽然确保可以通过分布式的方法达成共识,并达到拜占庭容错 (至多可以容忍不超过系统全部节点数量1/3的失效节点),它是一个中心化的系统 — 网络中节点的数量和身份必须提前知晓且验证过。而联邦拜占庭协议的不同之处在于它能够去中心化的同时,又可以做到拜占庭容错。
[…]
(七)RPCA(Ripple Protocol Consensus Algorithm)Ripple共识算法
1. 基本介绍
RPCA是Ripple(一种基于互联网的开源支付协议,可以实现去中心化的货币兑换、支付与清算功能)研发及使用的共识算法。在 Ripple 的网络中,交易由客户端(应用)发起,经过追踪节点(tracking node)或验证节点(validating node)把交易广播到整个网络中。追踪节点的主要功能是分发交易信息以及响应客户端的账本请求。验证节点除包含追踪节点的所有功能外,还能够通过共识协议,在账本中增加新的账本实例数据。
Ripple 的共识达成发生在验证节点之间,每个验证节点都预先配置了一份可信任节点名单,称为 UNL(Unique Node List)。在名单上的节点可对交易达成进行投票。共识过程如下:
(1) 每个验证节点会不断收到从网络发送过来的交易,通过与本地账本数据验证后,不合法的交易直接丢弃,合法的交易将汇总成交易候选集(candidate set)。交易候选集里面还包括之前共识过程无法确认而遗留下来的交易。
(2) 每个验证节点把自己的交易候选集作为提案发送给其他验证节点。
(3) 验证节点在收到其他节点发来的提案后,如果不是来自UNL上的节点,则忽略该提案;如果是来自UNL上的节点,就会对比提案中的交易和本地的交易候选集,如果有相同的交易,该交易就获得一票。在一定时间内,当交易获得超过50%的票数时,则该交易进入下一轮。没有超过50%的交易,将留待下一次共识过程去确认。
(4) 验证节点把超过50%票数的交易作为提案发给其他节点,同时提高所需票数的阈值到60%,重复步骤(3)、步骤(4),直到阈值达到80%。
(5) 验证节点把经过80%UNL节点确认的交易正式写入本地的账本数据中,称为最后关闭账本(last closed ledger),即账本最后(最新)的状态。
在Ripple的共识算法中,参与投票节点的身份是事先知道的,因此,算法的效率比PoW等匿名共识算法要高效,交易的确认时间只需几秒钟。这点也决定了该共识算法只适合于联盟链或私有链。Ripple共识算法的拜占庭容错(BFT)能力为(n-1)/5,即可以容忍整个网络中20%的节点出现拜占庭错误而不影响正确的共识。
2. 简图理解模式
共识过程节点交互示意图:
共识算法流程:
(八)POOL验证池共识机制
Pool验证池共识机制是基于传统的分布式一致性算法(Paxos和Raft)的基础上开发的机制。Paxos算法是1990年提出的一种基于消息传递且具有高度容错特性的一致性算法。过去, Paxos一直是分布式协议的标准,但是Paxos难于理解,更难以实现。Raft则是在2013年发布的一个比Paxos简单又能实现Paxos所解决问题的一致性算法。Paxos和Raft达成共识的过程皆如同选举一样,参选者需要说服大多数选民(服务器)投票给他,一旦选定后就跟随其操作。Paxos和Raft的区别在于选举的具体过程不同。而Pool验证池共识机制即是在这两种成熟的分布式一致性算法的基础上,辅之以数据验证的机制。
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