Wanchain釋出PoS星系共識方案

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今天,Wanchain理論研發團隊釋出了PoS共識方案——星系共識(Galaxy Consensus),這是Wanchain理論與工程團隊長期研究探索的智慧成果,標誌著Wanchain由PoW向PoS全面升級(2019年第四季度)邁出實質性一步。
星系共識的提出有著極其重要的意義:首先,相比工作量證明PoW依賴於高能耗,PoS採用更加高效的數學方法完成共識;此外,透過逐步開放共識節點,Wanchain正式開啟完全去中心化的程序,這次共識機制的升級轉換將極大提高Wanchain網路的交易吞吐量TPS和安全效能。Wanchain擁有覆蓋全球的專業研發團隊,星系共識的POC概念原型在不同條件引數設定下經歷了嚴謹的測試,並計劃於今年第二季度釋出Alpha測試版。交易吞吐量TPS目前正處於緊鑼密鼓的測試階段,Wanchain團隊會在Alpha版公佈更多細節。什麼是共識(Consensus)?共識是指分散式網路中節點對某一事實達成一致意見的過程。例如,比特幣的共識就是指依據其規則和流程,網路中的節點對共享的交易記賬結果達成一致意見。共識機制透過自我管理確保形成全網認可的唯一鏈條或賬本以供使用,它激勵參與者打包正確的區塊,避免惡意成員控制或替換賬本資料。如何保證區塊鏈網路達成正確的共識?
不同共識機制使用不同的方法保障共識結果的正確性,避免鏈上惡意節點裹脅正常節點確認不合法交易。比特幣的共識機制採用工作量證明(PoW)來確保網路的安全,Wanchain、Tezos等其他一些公鏈系統則採用權益證明(PoS)來保障網路安全。PoW如何保護區塊鏈網路的安全?在比特幣設計的PoW共識機制中,礦工節點透過解決一個需要大量算力的數學難題來將交易打包成合法區塊,這就是PoW中工作量的由來。對於礦工來說,形成一個合法區塊是十分困難的,他們彼此競爭以爭奪出塊權。當礦工在共識規則要求下產生了合法區塊,經過網路驗證和確認後,該礦工便能獲得一定量的比特幣獎勵,以表示對他工作量的肯定。因為礦工需要耗費大量的算力和電力來完成出塊,而不合法區塊將不會得到確認和獎勵,只會浪費礦工的資源,因此礦工只會打包合法交易,杜絕不合法交易上鍊。PoS如何確保區塊鏈網路安全?與PoW一樣,PoS的目標同樣是為了保障對一系列合法交易完成驗證和確認,防止不合法交易被接受上鍊。PoW透過算力確保網路安全,而PoS則是透過純粹的經濟激勵方式。在PoS共識機制中,節點透過質押一定數量的代幣(比如在星系共識中質押WAN幣)參與共識。在比特幣PoW共識機制中,任何工作節點都可以收集交易、產生區塊,而在PoS共識機制中,只有持有一定量權益的節點可以產生區塊,這些PoS節點透過類似抽獎的方式決定誰來產生區塊並獲得獎勵。如果某一節點違反了共識規則,例如試圖將不合法的交易打包上鍊,那麼該節點將自動受到懲罰。為什麼選擇PoS?
正如前面所說,PoW需要大量算力的同時耗費大量的能源。一方面,執行PoW就需要購買昂貴的硬體設施以保證巨大的算力,這些硬體設施又會很快的更新換代而被淘汰,這就導致了大量的浪費和開銷;另一方面,算力硬體的執行需要大量的能源支撐,這些來自不可再生資源的消耗將對全球汙染產生嚴重影響。這些都不是我們想要的,所以設計出PoS共識機制。星系共識(Galaxy Consensus)星系共識借鑑了已有的優秀PoS共識方案,如Ouroboros,並對多個關鍵密碼學元件進行創新設計。星系共識中,所有權益持有者(Stakeholder)共同組成了社羣(Community),社羣中的每一名成員都有機會參與共識並獲得獎勵,獲得獎勵的機率隨WAN幣的質押數量和鎖定時間的提升而提高,而對加入社羣的條件,我們設定了WAN幣最低質押數量的門檻。同時,對可以接受委託的參與者即代理節點,我們提高了其WAN幣質押數量的門檻。以上具體數值設定我們將擇日對外公佈。星系中的時間單位:Epoch和Slot星系中的時間劃分為一系列的時間段,每個時間段稱之為1個Epoch。1個Epoch大致相當於1到2天。1個 Epoch又劃分為一系列的子時間段,每個子時間段稱之為1個Slot。Slot是星系共識中最基本的單位出塊時間,即每個Slot至多可產生1個區塊。參與者中的兩大角色:Epoch Leader和Random Number Proposer
每個Epoch內,社羣Community中將選出兩組成員,即Epoch Leader組和Random Number Proposer組,Epoch Leader組負責產生區塊,Random Number Proposer組負責生成隨機數以供協議進行隨機選擇時使用。兩組成員基於其在Community內部持有的權益權重進行隨機選擇,一旦選定,在一個完整epoch內,成員保持不變。出塊者(Slot Leader)選舉過程每個Slot內,在EpochLeader組中等概率選出一名出塊者(這裡的選擇不再受權益權重等因素影響),即Slot Leader。選擇過程基於Random Number Proposer組產生的隨機數(也用於Epoch中兩個分組成員的選擇)進行。被選出的Slot Leader產生區塊並被確認後,將收到一定量的WAN作為獎勵,同時,區塊獎勵的一部分將被分給Random Number Proposer組成員,以激勵和肯定他們的工作。星系委託機制(Galaxy Delegation Mechanism)星系共識設計了全新的委託機制,允許持有少量WAN的使用者參與共識,這些委託使用者將自身持有的WAN透過智慧合約委託給代理節點,代理節點參與共識過程,獲得的獎勵將由智慧合約依照其貢獻的權益比例自動進行分配並返還給委託者。
委託費率每個代理節點可自主設定委託費率,費率資訊將在鏈上公佈,所有使用者可在這些代理節點中自由選擇進行共識委託。委託費率通用這種市場競爭機制進行自我調節,從而動態維持在相對穩定合理的範圍。PoS合作伙伴知名機構Staked目前已與Wanchain達成合作意向。Staked面向投資人,為一系列知名PoS協議提供安全可靠的質押服務基礎設施。Galaxy星系共識主網上線後,Staked將向Wanchain使用者提供質押服務。

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