Findora CEO Charles:认识共识协议
(作者介绍:Charles Lu 本科和硕士毕业于斯坦福大学计算机科学专业并取得学位,曾是斯坦福大学计算机系在读博士生,师从 Dan Boneh 教授专攻计算机密码学、区块链和智能合约安全。Charles 于 2014 年创立了斯坦福区块链俱乐部。此前,他曾在币安交易所,Citadel 基金,Facebook 和亚马逊工作。目前负责运营 Findora 基金会,担任首席执行官。)
本篇文章是讨论共识协议的系列文章的第一篇。我们将讨论共识的定义,为何它如此重要,现有的共识模型及其权衡取舍,以及 Findora 在分布式共识中的创新。

分布式共识案例** **

在组织设计中,共识协议常常会被提及,甚至在中心化控制的组织中也具有共识的要素。选举国家政府官员或公司董事会成员,以及决定国家政策或公司方向的过程都具有共识协议的形式。而专制制度中没有共识协议,独裁的领导只能通过革命被推翻,这是组织内部混乱的变革形式。革命具有很高的社会成本,这常常会阻止革命的形成。而共识协议是一种使组织更具弹性并降低变革成本的算法方法。
在区块链的语境中,区块链网络的底层共识协议定义了对区块链状态进行更改的过程,更改需要网络利益相关者提出并同意。这些网络利益相关者由一组分布式机器组成,因此,区块链协议各自利用自己的分布式共识版本。通过分布式共识协议,可以确认验证状态转换,包括成批的新交易,甚至可以更改共识协议本身。
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去中心化定义

在讨论分布式共识之前,让我们首先了解什么是去中心化。公共区块链的一个广受吹捧的好处是去中心化——但是什么是去中心化,为什么我们需要它?
不同的共识协议之间的差异很大,具体取决于组织目标和参与程度。去中心化广泛地描述了更加开放和分散的共识参与方式。纯粹的民主国家比共和国更去中心。合作社(例如信用合作社)比私有公司更去中心。
可以说,新的比特币的铸造比美元的印刷更加去中心化,任何有计算设备的人都可以参与比特币的开采。另一方面,在中国,比特币铸造实际上是由采矿设备主导的,并且受开发者协议更新的影响很大。实际上我们没有对去中心化含义的统一定义。

2

集中式管理的风险

当一个财务分类帐由一个私人公司经营时,该公司可以完全正确地控制分类帐,包括设定交易价格。如果该公司将交易验证收费定得过高,或被发现接受无效交易,那么用户唯一拥有的反对手段就是转移至其竞争对手运营的新分类帐系统。与革命类似,这可能给用户带来高得惊人的成本。如果 PayPal 突然提高了交易费并对帐户提款设置了限制,则用户可能根本无法将其资产廉价地转移到银行。
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对于美国国内用户来说,这种戏剧性的事情似乎不太可能发生,但对于跨境服务平台以及货币监管较不稳定的国家来说,这是一个现实问题。比如在 2019 年,广受欢迎的 Binance 加密资产交易所宣布了 90 天的宽限期,并在宽限期截止时,禁止美国用户在其账户中交易资产或提款超过限制。
此外,金融分类帐也具有所谓的“网络效应”,就像社交网络一样,其网络的价值随着用户数量的增加而增加,网络效应使曾经占主导地位的垄断者尽管受到公众的不满,却依然蓬勃成长。(例如,2017 年 Equifax 数据泄露,Facebook 的数据共享启示)。

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合作组织类比

Findora 对公共金融基础设施建设的愿景类似于大型金融合作组织,全球免费参与,由用户和操作员所有并由其民主控制。由合作组织控制的财务分类帐可以更好地避免私人管理的集中分类帐带来的风险。
合作组织是民主运营的,可以投票取代不合标准的运营商。可能会有一个董事会,由其成员选举产生,该董事会任命一名操作员来运行分类帐系统。如果操作员行为不当,董事会可以罢免该操作员并任命一名新的操作员。如果董事会不愿更换不受欢迎的操作员,则其成员可以重选董事会。尽管这个机制在理想的情况下可能可行,但它没有预设一个指定的机制来促进成员投票进行运营商替换过程。
在实践中,如果没有受信任的协助者,更换操作员的过程可能会很缓慢且混乱。因此当投票表决替换运营商时,分类账系统将会变得不稳定。此外,由于“ Sybil 攻击”,在一个真正的开放成员合作组织中进行公正的选举非常困难。每一个个人都可以以许多不同的身份加入合作组织,以投出更多的选票。在全球范围内很难避免这种情况,而精心设计的操作级别共识协议可帮助您解决这些问题,并无需依赖受信任的协助者。
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运营级别共识协议

运营级别共识协议需要将投票和重选与日常运营无缝集成。在大多数区块链分类账系统中,这是可行的,因为运营商扮演着简单而客观的角色。操作员只需要运行自动交易验证软件,并以先到先得的方式验证通过有效交易并添加其到分类帐中。此外,操作员可以更换:任何人都可以在没有特殊许可的情况下扮演操作员的角色。
这与传统的金融基础结构相反,在传统的金融基础结构中,运营商必须是可信赖的机构并有权处理私人信息。而在区块链分类账中,运营商可以看到的信息与公众之间没有区别。甚至在诸如 Findora 的私密分类帐中,操作员也可以使用密码学技术的魔力,在无需查看交易的私密内容的情况下,验证交易的有效性。
运营级别的共识协议应为合作组织的所有成员提供一个有效机制,从而对增添在总账上的每批交易进行投票。不同的共识协议在运营商之间引入了“竞争”,有利于费率降低和保持正确客观的行为。但是,往往在选择共识协议时很难做出选择。在接下来各篇将调查最新共识协议中的多样性选项。

共识协议是研究的一个不断发展的领域,因此该协议可能会随着时间的流逝而发生工程或者技术上的变更。此外,由于参与者最终将运行该共识协议,共识协议可能会随着 Findora 合作的参与者的加入而改变。因此从一开始就确定协议的目标比确认各种实施细节更为重要。最佳的可适应变化能力将作为整个社区的宣言。

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  1. Rust 语言中默认语言项 (Item) 的可见性都是私有的,如需公开语言项给其他模块使用,需要使用 pub 关键字放开。[^2]: 一个绕开的行为不一致问题的方法是将属性设置规则抽取为静态函数,但仍然无法避免过度封装的问题。 

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