SPoS和DPoS共識演算法究竟有哪些區別?

買賣虛擬貨幣

SPoS和DPoS共識演算法究竟有哪些區別?談及共識機制,就不得不提挖礦界的泰斗級人物——Sunny King。SunnyKing乃何許人也?遙想當年,正是Sunny King最早發明並提出了PoS並藉此改革了比特幣的共識機制。他還一手創立了點點幣並於2013年上線,在2014年其幣值一度高達全球第四,彼時全球膜拜的盛況幾乎不亞於如今的EOS。

遺憾的是,點點幣在2016年逐漸式微,但是眼看自己樓起又樓塌的Sunny King並沒有就此灰心喪氣。重出江湖的Sunny King推出了V SYSTEMS專案,號稱是區塊鏈的亞馬遜雲,是區塊鏈資料庫的雲平臺。Sunny King的此番迴歸最引人注目的閃光點並非是VSYS專案本身,而是其所依託的新一代共識機制SPoS。

儘管EOS的橫空出世將DPoS的推向了一個全新的高度,但我們仍有理由相信,SPoS會在將來掀起一陣“共識機制優勝劣汰”的腥風血雨,而近期人們關於兩者的激烈討論以及PoS挖礦所掀起的小高潮也恰恰印證了這一點。(有趣的是,正是Sunny King在某次採訪中的發言令BM下定決心放棄BitShare轉而去搞EOS)

那麼,同樣擁有超級節點SPoS和DPoS究竟存在哪些區別呢?在此,我們做一個對比性總結。

圖1 百億級的泛PoS生態

設計的核心理念

Sunny King此前稱“SPoS是PoS機制的自然演變,與EOS的DPoS設計相比,SPoS更優雅,具有PoS概念的簡單和純粹。”

事實上,SPoS也的確延續了PoS原有的宗旨,而DPoS則成為了PoS的“分叉”。SPoS繼承了PoS原教旨中Stake as Power(幣就是權利)的哲學思想,即持幣者是整個網路的核心。

Sunny King在王峰十問中是如此談到,SPoS和DPoS之間存在重大差異,SPoS中權益量決定了決策權的權重值。用中國的人大代表制度來類比SPoS更合適,超級節點是代表持幣者行使權利的發言人,持幣者的利益捆綁在超級節點上。

而DPoS則更像是公司治理,股東(幣權所有者)可以投票給高管(鑄幣節點),但不獲得收益也無動力投票,高管亦無須聽從股東。

在SPoS中,明確提出了完全由持幣者當家做主人的生態設計:超級節點= 礦池持幣者 = 礦工幣=礦機。

在這裡,超級節點類似於PoW共識機制中的礦池,而幣則是礦機,礦工的幣可以自由選擇礦池,相當靈活。而作為礦工,和DPoS不同的是,持幣者可以獲得礦池分發的收益,這是對所有生態建設者的激勵,這就很好解決了主網冷啟動的問題,可以避免類似早前EOS持幣者參與度低的問題。

簡單總結就是SPoS可以挖礦,持幣者拿到80%的收益,超級節點是礦池拿到20%收益。DPoS不能挖礦,持幣者0收益,超級節點將100%收益的全數帶走。

圖2 VSYS挖礦收益

演算法的精簡度

Sunny King從數學角度簡化和最佳化了SPoS的共識演算法設計,這讓SPoS的效能和安全性高出了從程式角度保證區塊鏈安全和效能的DPoS一個時代。

DPoS的出塊順序是隨機的,SPoS則是由超級節點固定順序出塊。就是因為DPoS多了一步隨機計算,這就導致了進行海量處理時,時間將會多出30-50%以上。

白皮書顯示,SPoS從數學上最佳化了共識設計,更合理,也更具擴充套件性。因為按照固定順序排序後系統響應速度將會更快、更加可預測和穩定。當前SPoS設計的是一共15個可出塊的超級節點,全網每4秒出一個塊,1分鐘內15個節點輪流有序出塊,並且當系統要提升效能時,SPoS的機制還可以升級超級節點的數量,出塊時間相應等比例縮短。

可以這麼理解:DPoS和SPoS兩撥人,分別在不同地點玩丟手絹遊戲。

DPoS的玩家每次選21個人圍成一圈當超級節點,然後有個叫系統的人負責將手絹隨機丟在某個節點身後。身後被系統放了手絹的人,就要到中間表演一個節目。

SPoS的玩家則是選15個人作為超級節點,同樣圍成一個圈,系統給每個節點排一個編號,第一次丟給1號節點,第二次丟給2號節點,第三次丟給3號節點,以此類推,這樣15個人分別知道自己的上臺表演順序,由於順序是確定的,節點們事先就可以做好充分的準備,而丟手絹的系統則不需要思考就能按順序選擇節點上臺,效率更高了。

安全性

重出江湖的Sunny King顯然是有備而來,他總結了POS的諸多缺陷,也找到了相應的解決辦法。

SPoS採用了冷鑄幣技術,可以理解為,使用者在自己的錢包中,連線超級節點,即可使用幣挖礦,而並不需要把自己的幣轉賬到超級節點。

從安全性上講,這讓超級節點被駭客攻擊後,使用者可以快速將自己的幣租賃到新的超級節點,讓駭客幾乎無法進行51%攻擊。

而同時SPoS還設計了名為“MAB”的幣齡數值,讓持幣的人對區塊鏈進行“頻繁攻擊”,不能頻繁地換超級節點,導致超級節點的混亂。

這兩點,都是DPoS沒有的,因為持幣者毫無任何激勵,所以如果某個超級節點被駭客攻擊,持幣者也不會給新的超級節點投票,超級節點只能自己想辦法修復節點,而整個區塊鏈的出塊將受到嚴重影響,如果駭客連續攻擊超過51%的節點就可以控制DPoS區塊鏈。

圖3 VSYS挖礦流程

節點的競爭性與可擴充套件性

和DPoS類似,SPoS除了超級節點外,還有備選節點。區別在於,DPoS的49個備選節點是有相應收益的(但相對超級節點少很多),而SPoS的備選節點是無收益的。

如此一來SPoS的超級節點就成了更加稀缺性的資源,必須積極建設和有效競爭才能夠擠進去獲得收益,這就形成了節點之間的自由競爭關係,這種機制有助於系統的良性發展。

目前DPoS的超級節點數固定只有21個,而SPoS的超級節點最初設計15個,在系統需要更高效能時可以擴充套件到30個、甚至最高的60個。30個超級節點時,出塊時間由4秒縮短到2秒,60個超級節點時,出塊時間將縮短到1秒。超級節點數量越多,系統越去中心化,當SPoS可拓展到30或60個的超級節點數量時,系統的去中心化程度也就越高。

SPoS的所有超級節點的收益都是固定的且完全一樣的,這就從根本上避免了持幣過多的人會更富,造成虛擬經濟的貧富懸殊擴大。而DPoS的超級節點頭部收益比後備節點大很多,這也形成了目前EOS超級節點被少數利益方控制的局面。

眾所周知的DPoS核心缺陷,就是最後交易所霸佔了20多個超級節點,霸佔了主要的區塊鏈產出的激勵貨幣,而其他的節點,幾乎搞得生存艱難。

而SPoS因為在設計上是所有超級節點完全一樣的收益,且收益還需要給持幣者分息,讓超級節點變成礦池,這幾乎讓交易所想霸佔超級節點的想法成為泡影。

換句話來說,SPoS的超級節點,是一場全民運動,不會走向巨頭控制的局面,也是值得大家長期乾的,無論你是做超級節點還是做一個大礦工。

毫不誇張地說,SPoS在生態平衡性上完全超越了DPoS,它帶來的是持幣者更大的動力一起建設區塊鏈,也在一定程度上避免了中心化的危險。

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