“共识机制”的坎坷之路——区块链技术的引入
2020-08-07 09:18:59如果说商业活动是推动人类文明发展的马车，那么价值记录就是马匹的四只鞋。自500年前复式记账法发明以来，随着科学技术的进步，价值记录工具和方法发生了翻天覆地的变化，以区块链为代表的分布式会计就是其中之一。本文将从介绍分布和去中心化的基本思想入手，引导读者了解区块链及其共识机制，以及共识为什么在区块链中扮演如此重要的角色。
区块链可以看作是一个分散的分布式账簿。交易各方共同维护同一账簿记录，即每个节点保存完整的账簿副本，并认可账簿的正确性。没有一个节点可以完全控制记账权。它实现了人类记账规则和记账方法的重大突破，为在线价值转移提供了依据。然而，目前还没有绝对可靠的分布式对等系统。由于分布式对等系统中每个节点的地理位置和网络时延不同，节点间的通信总是存在不可预知的时延。因此，不同的节点对接收消息的顺序有不同的判断。这种消息处理模式称为异步模型。除了节点通信过程中发生的事故外，组成网络本身的节点有时也会发生故障，表现出不可预知的行为。它的存在是设计开放区块链网络共识机制时必须考虑的一个因素。FLP的不可能原理表明异步分布式系统中不存在容错一致性算法。cap原理表明，分布式系统最多只能满足一致性、可用性和分区容错两个特性。根据区块链网络的特点，定义了不同于传统分布式系统的cap。以BTC及其一致性机制工作负载证明（POW）为例，分析了协商一致机制的原理和过程，并从密码学、概率论和博弈论的角度说明了最终一致性的实现。为了满足实际应用场景的需要，POW如何在一致性、可用性和分区容忍度上达到完美的平衡。我们还将分析节点可能在区块链网络上发起的恶意攻击，阐明pow具有一定的抵御常见恶意攻击的能力。最后，在分析pow的基础上，抽象出区块链共识机制的八个关键要素，这些要素决定了共识机制的主要特征。在后续文章中，我们将进一步介绍主流共识机制及其特点。
1、什么是区块链：漫谈分布式系统和分散
- 会计方法和信任
- 分布式和分散系统的集成
- 没有绝对可靠的分布式对等网络系统
- 密码学是pow一致性的基础
- 最长链原理与“miner”
- 如何防止拜占庭式失败打破共识
- 主体
- 簿记与信任
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