EOS 和 DPOS 共识机制



  • 由于比特币的 POW 机制导致运行效率极度低下,在结合了 POS 技术的基础上,Daniel Larimer(BM)决定在区块链技术中引入一个新的共识机制——DPOS,来取代交易速度极慢的 POW。2014 年 2 月,BM 发布了 Bitshares(也称为 BTS,比特股),首次采用了 DPOS 技术。但 Bitshares 因为技术不成熟而导致了一系列问题。

    后来,被称为区块链 2.0 的以太坊也很难支持起一个庞大的去中心化商业应用生态。然后,BM 决定以以太坊为对手,建立一个区块链操作系统 EOS,这个新系统融入了 BM 对区块链技术的理解和总结,使用了改进后的 DPOS 共识机制。

    DPOS,Delegated Proof of Stake(委任权益证明机制),是基于 POW 及 POS 的基础上创建的一种新型共识算法。它既能解决 POW 能耗过大的问题,也能避免 POS 权益分配下可能产生的“信任天平”偏颇的问题。

    DPoS 中的“D”为“Delegated”,意为授权、委托;DPoS 与 PoS 的主要区别是所有持币者选举若干代表,由代表参与记账。

    EOS 定义民主选择出的代表为区块链网络里的区块验证者,“代表”这个术语可以与“区块验证者”等同使用。EOS 规定由 21 位代表作为网络中的主节点,新建区块,签署并验证交易。这些代表是由 EOS 代币持有者投票成立的“授权事务所”。21 位“委托者”的设计,是因过多的委托者(比如 BTS 所采用 101 个)会分散 EOS 代币持有者的注意力,造成代币持有者决策力的削弱。

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    使用 EOS.IO 软件,区块以 126 个区块为一轮(有 21 个生产者,每个生产者可以在三秒的时间片内生产 6 个区块,平均每 0.5 秒一个区块)。在每一轮的开始,21 个区块生产者通过token持有者的投票被选中。选中的生产者依据商定好的顺序生产区块,这个顺序由 15 个或者更多的生产者商定。

    理论上这样可以极大提升系统性能,但也带来了网络延迟问题:0.5 秒的确认时间会导致下一个出块者还没有收到上一个出块者的区块,就该生产下一个区块了,那么下一个出块者会忽略上一个区块,导致区块链分叉(相同区块高度有两个区块)。比如:中国见证人后面可能就是美国见证人,中美网络延迟有时高达 300 ms,很有可能到时美国见证人没有收到中国见证人的区块时,就该出块了,那么中国见证人的区块就会被略过。

    为解决这个问题,BM 将原先的随机出块顺序改为由见证人商议后确定的出块顺序,这样网络连接延迟较低的见证人之间就可以相邻出块。比如:日本的见证人后面是中国的见证人,再后面是俄罗斯的见证人,再后面是英国的见证人,再后面是美国的见证人。这样可以大大降低见证人之间的网络延迟。使得 0.5 秒的出块速度有了理论上的可能。

    如果一个生产者错过了一个区块,并且在 24 小时内没有生产任何区块,该生产者将会被移除。直到这些“宕机”的生产者们及时通知区块链,他们将打算再次生产区块才被重新加入。通过不安排那些不够可靠的节点,尽可能的减少错过区块创建,来让整个网络运行得更平稳。

    DPOS 优点:

    能将维系网络运行的能源消耗降到最低,以一种低成本的方式来管理整个链上的运行,这就很大程度上解决了 POW 的能源耗损问题。

    更快的出块速度,实现平均 0.5 秒一个的出块速度,大幅提高了系统的运行效率和吞吐量。

    更加“去中心化”的管理方式,将区块链网络运行的决定权分散到全网的各个节点手中,这就很大程度上避免了 POS 容易出现的被庄家操纵的“控股”现象。DPOS 共识机制的出现,将通过实施区块链上的“民主”来对抗“中心化”所产生的负面效应,用被公选的“弱中心化”的方式来提高全网运维的效率。

    DPOS 缺点:

    持股人的投票的积极性并不高。绝大多数持股人(90%+)从未参与投票。这是因为投票需要时间、精力以及技能,而这恰恰是大多数投资者所缺乏的。

    实现复杂、中间步骤较多,对于坏节点的处理存在诸多困难。社区选举不能及时有效的阻止一些破坏节点的出现,给网络造成安全隐患。

    Dpos 虽然做的效率很高,但缺点也不容小视。.


 

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