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CoinEx学院:艾达币,是如何解决区块链“不可能三角”问题的

近一年艾达币大涨,老树发新芽,让很多人重新注意到这个老币种。要不是此次Cardano 团队宣布要上线“智能合约”功能,恐怕很多人已经忘记:这是一条目标和以太坊一样的、要做能承载海量商业级应用的基础公链。
要达到这个目的,Cardano最首要面临的就是:如何解决可扩展性问题。要知道,目前全球支付机构Visa,它的处理效率是每天1.5亿笔交易,每秒就能处理1700多笔交易。但目前,PoW机制的区块链每秒最多只能处理几十笔、PoS机制每秒最多也只能处理几百笔。想要替代传统金融机构,那还是妄念。
再有一点是:任何一条区块链,都要面临解决去中心化、可扩展性、安全性的“不可能三角”问题。即,突破了可扩展性问题,可能就会牺牲去中心化和安全性。那么艾达币,又是如何解决这些问题的呢?

  1. 艾达币Ouroboros协议的PoS共识机制,能提升可扩展性同时维护安全。

Cardano官网显示,Ouroboros有5个版本:Ouroboros Classic、Ouroboros Byzantine Fault Tolerance (BFT) 、Ouroboros Praos、Ouroboros Genesis,以及2020年3月IOHK发布出来的Ouroboros最新版本——Ouroboros Hydra协议论文。
这个最新协议是IOHK团队和爱丁堡大学DLT研究实验室合作的、并耗时5年创建的。这种链下可扩展构架,能解决高交易吞吐量、低延迟和每个节点的最小存储三个关键可扩展性挑战。可啰嗦了这么多,相信很多人都看不懂Ouroboros Hydra到底是什么,它又如何解决可扩展性问题的。
提升可扩展性,Ouroboros Hydra的办法是:将时间划分为epoch区间,再将epoch划分为多个slots。每个epoch区间是5天,每个slot持续约20s(每个slot出一个区块,也就是差不多每分钟能出3个区块)。这些划分不是重点,重点是Ouroboros Hydra协议是可以让多个epochs同时运行,或者在epochs内增加slots的数量,这就能大幅提高Cardano的网络性能。
如果每个epoch每秒能处理1000笔交易,那意味着1000个epochs,每秒就能处理上百万笔交易。这个效率远高于全球支付机构Visa。这也就是IOHK 发言人所称的,Cardano网络可以无限拓展其扩展性的原因。

  1. Ouroboros又是如何保障安全性的呢?

这其中的关键就是:设计随机机制。Cardano网络并不让所有人都负责新区块的生成,而是网络随机选取一些节点来负责下一个区块的生成,这些节点被称为slot leaders。系统随机筛选产生记账者,并采用“可验证秘密共享(Verifiable Secret Sharing)”方案,将需要保密的信息,拆分成N份,分别发送给N个人,只要恶意节点不超过一定数量,最终大家可以综合各自的信息片段把原始信息还原出来,即便是分发者作弊,这个机制也可以检查出来。这么一来,网络中部分节点因为网络掉线或者恶意终止协议,其他人也能继续下去,从而保障了Cardano网络的安全运行。

  1. 那么Cardano 的PoS共识下,又是如何保持去中心化的呢?

毕竟按照PoS机制,持有的币种数量越多,权益越大越容易形成中心化控制,从而威胁网络安全。对此,Cardano 的做法是:用经济激励措施,推动系统去中心化。Cardano的PoS机制,持币用户可以自行建立“权益池”质押代币、运行节点获得利息和奖励;也可以将持有的代币委托质押在权益池来获得利息。权益池代为记账运行节点,然后将记账出块获利所得按照比例分给权益池成员和权益池领导。在比较幼稚的PoS系统中,质押数量越多,越能有机会获得记账权。那么就会导致网络越加中心化,如何防止单个权益池无限扩大呢?
Cardano 设计:如果一个权益池吸引的质押人数、质押代币数量超过某个阈值,它的奖励将不再增加。那么为了让自己的权益最大化,就会另择在阈值以下权益池质押。这样,就能达到权益池增加、节点扩散、无限去中心化的目的。

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