【技術分析】Algorand創新技術分析與實用案例講解

買賣虛擬貨幣

【Algorand區塊鏈的三個重要的特性】

  1. 無分叉  由於其獨特的一致性演算法,Algorand區塊鏈不會分叉。一旦出現,每個新區塊都保證永遠保留在鏈上。此屬性意味著Algorand區塊鏈中的每個交易都是最終端的。

  2. 一個真正的交換媒介   Algo將會是一個真正的交換媒介。 BTC和其他proof-of-work專案生成區塊的速度都很慢,不管底層通訊網的速度有多快。即使一個區塊可以在幾秒鐘內在整個網路中流通,比特幣仍然需要每隔幾分鐘就生成一個區塊,以保持足夠低的分叉機率。 相反,由於它的區塊鏈不分叉,Algorand生成一個區塊的速度與它在網路中傳播的速度一樣快。

  3. 全面的通證化   這將促進各種資產的通證化,例如房地產、分散式計算等——伴隨著最大的可延展性、公平性和透明性。

Algorand的四項基本特徵:

  1. 效能  確保Algorand區塊鏈的最大效能。對使用者倆說是一個很大的有利條件,對於保留區塊鏈的去中心化也是至關重要的。中心化有一種狡猾的變化方式,這種變化方式的主要途徑之一是效能。換句話說,每當運營需求變得過大時,它們自然就會落到越來越少的人手中。

  2. 直接使用和採用  僅僅開發新工具是不夠的,我們必須密切關注由社羣的確切需求驅動而開發的工具的特定目的和實用性。通用功能的發展就像是煮沸整個海洋以捕捉一條特定的魚。 我們的工作重點是構建那些基本的第一層和第二層功能,這些功能將推動我們的平臺被更快速、更廣泛地採用。

  3. 即時可驗證性   區域鏈透過讓資訊在整個鏈上十分透明。然而,當鏈上的資料呈指數級增長時,透明度會逐漸降低,關鍵資料藏在顯眼的地方,淹沒在整個鏈上可用的資訊量中。 特別地,側鏈通常是透過在一般區塊中轉儲相應的交易來實現的。這迫使使用者清除整個區塊鏈以重建相對於所討論的側鏈的資訊。 就像大海撈針一樣。這種對區域鏈的仔細梳理可能需要幾個月的時間,而這種驗證所需的時間大大降低了區塊鏈的潛力值。

  4. 簡化性  我們所有技術創新的基本原則是簡化性。簡單其實是最複雜的,是通向廣泛參與、可靠和信任的大門。為了達成有效的成果,解決方案需要儘可能簡單,但不是更簡單。

【VAULT:ALGORAND對區塊鏈儲存問題的解決方案】

為了檢索過去的交易,儲存整個區塊鏈是必要的,就如這在正常的業務過程中是必需的一樣。但對於一些專案,比如比特幣,也有必要建立新交易的有效性。

然而,隨著區塊鏈的增長,要儲存它的所有區塊可能會很有挑戰性。即使區塊鏈每10分鐘才產生一個區塊,最終也會包含超過1tb的資料。為了及時跟進區塊鏈而下載如此多的資料會阻止新使用者積極參與到新區塊的生成中。依賴於儲存整個區塊鏈的其他使用者,而為自己提供偶爾需要檢索的過去區塊,並不像看上去那麼簡單。事實上,為了避免被欺騙,你還需要要求他們提供一個證明,證明他們提供的資訊是正確的。根據目前的技術,一旦區塊鏈足夠長,這樣的證明本身可能會很麻煩.

傳統區塊鏈處理區塊儲存與檢索的方式,並不適合去中心化式的架構,並且最終會阻礙無邊界經濟的成長。

AlgorandVault系統為這些問題提供了一個獨特的解決方案】

  1. 有效地接納新使用者 Vault使加入網路的新節點更容易參與到新塊的生成中。實際上,Vault只允許新使用者下載(和更新)一個緊湊的資訊片段。因此,新使用者就可以和從第一天開始就一直參與(並儲存所有區塊)的使用者一樣以完全相同的方式參與新塊的生成。

  2. 高效和可證明的區塊檢索 Vault允許儲存整個區塊鏈的使用者可證明地提供任何之前區塊的內容(全部或部分)。儲存鏈的使用者不僅可以提供與過去交易相關的資訊,還可以新增一個簡短且易於驗證的證據,證明所提供的資訊是正確的。

總而言之,Vault服務既保證了Algorand區塊鏈的去中心化性,又保證了從未儲存過它的各方也都可以訪問。

我們都知道隨機存取記憶體對於計算有多重要。Vault將為Algorand帶來相同的價值

【PIXEL:Algorand透過更好的簽名技術減少頻寬】

為了以協商一致性,去中心化性和安全性的方式執行,Algorand協議通常要求多個使用者簽署共同訊息。(例如,只有在已經確定其有效性的多個隨機選擇的驗證者簽署後,才會將新塊新增到整個區塊鏈中。)

為了在保持所需安全性的同時降低相關頻寬,Algorand使用了一種新的數字簽名方案Pixel

Pixel畫素簽名同時享有以下兩個特性:

1.聚合:它們使任何人都可以將同一資訊的多個簽名聚合成一個長度相同的簽名.¹

2.前瞻性安全。它們可以防止在給定時間點破壞使用者的對手,偽造使用者在先前訊息上的簽名。

¹更確切地說,讓SIGa(M),SIGb(M),...成為M相對於公鑰a,b,......的數字簽名然後,Pixel讓一個替代品(a,b,...;SIGa(M),SIGb(M),...)with(a,b,...;SIGa,b,...(M))。

可以肯定的是,已經存在可聚合簽名,例如BLS簽名。然而,由於缺乏共同的參考標準,它們的可用性受到限制。為了彌合理論與實施之間的差距,Algorand已經制定了一個標準的BLS簽名,目前正由國際工程任務組(IETF)審查。Algorand將使用BLS簽名來驗證單個交易。

此外,文獻中已經存在前向安全簽名。但是,我們一直缺乏同時享受聚合和前向安全性的簽名方案。Algorand將使用Pixel簽名進行整個塊生成過程。現代區塊鏈將成為這項創新的第一個受益者-但不是最後的-受益者。

【自我驗證交易:Algorand分離共識和儲存】

Algorand的自我驗證交易是一項新技術,最終實現了共識和儲存之間的清晰分離。長期以來一直在尋求這種分離。實現它可以提高Algorand區塊鏈的效率和邏輯結構。

Algorand使用者當然可以透過不斷維護系統中每個公鑰的餘額來檢查付款是否有效;也就是說,每個金鑰可以花費多少Algos。然而,隨著金鑰數量的增加,準確有效地維護所有餘額可能成為Algorand節點最苛刻的計算任務。(事實上,就我們的區塊鏈而言,其他計算要求非常微不足道。)

Algorand的自我驗證支付技術完全免除了為了驗證區塊和/或個人付款而維持餘額的需要。

在非常高的level上,為了包括在塊N+ 1中,支付P與非常短且易於驗證的有效性證據一起傳播,直到-並且包括-區塊N.

這些證明可以:

(1)P中涉及的餘額,可以輕鬆公開計算;

(2)任何人都可以輕易檢查,即使是那些對Algorand系統中任何當前餘額沒有先前驗證知識的人。

Algorand自我驗證技術除了支付外,還擴充套件到其他交易。特別是,對於保證Algorand區塊鏈中不可替代的通證的效率和互操作性起到了至關重要的作用。

【ATOMIC²SWAPSAlgorand(真正的原子)原子交換】

Cross-chain跨鏈原子交換的典型目標是使不同區塊鏈的兩個使用者能夠以點對點的方式交換它們所擁有的加密貨幣;也就是說,沒有任何中間人的幫助。例如,以太坊區塊鏈中的使用者可能希望將他的一些以太幣交換為Algorand區塊鏈中的使用者所擁有的Algos。

這種交換往往是“原子的”:即,如果沒有另一方得到她想要的東西,一方就無法得到他想要的東西。但是,它們在實際實施過程中遠不止一點原子。在現有的區塊鏈中,可以恢復事務,可以改變歷史,分叉等。

因此,現有的原子交換必須依賴於具有長延遲和繁瑣的時間鎖的複雜的多步協議。跨鏈原子交換可能需要3個小時才能完成。

在Algorand,所有交易都是最終的,並立即確認。因此,Algorand可以提供既快捷又真實的跨鏈原子交換。

但它可以做得更好。

同一區塊鏈的使用者之間可以進行Atomicswaps。例如,它們可用於交換不可互換的通證-例如,在鏈上展出的城市公寓-用於換錢或用於另一個不可互換的通證以及可能的額外的錢。

今天,可以用更少的步驟實現同鏈原子交換,但它們仍然很麻煩,並且它們仍然具有多個步驟和長時間鎖定。因此,這些swaps仍然很慢而且不是真正的原子。

Algorand將極大地改變這種狀況。事實上,Algorand的atomic²交換將在一次交易中實現相同的鏈原子交換!因此,由於Algorand的即時終結保證,從實現的角度來看,這些交易也是“原子的”。

Atomic²交換將為Algorand區塊鏈提供額外的價值。實際上,它們提供了最基本和最重要的貿易形式的最有效實施。

【POST-AND-SALE交易:Algorand的非互動交易機制例項】

傳統交易通常需要很多時間。

首先,雙方必須找到對方。然後,他們談判條款。最後,他們需要執行交易。

Algorand的atomic²交換將大致只是最終的執行,但仍然預先假定賣方和買方已經找到了彼此(並同意了價格)。

然而,有時候,一方可能希望節省自己尋找貿易伙伴的時間。例如,她可以在區塊鏈上宣傳她擁有的特定商品(例如,房地產),並以她選擇的價格出售。

Algorand允許她釋出她的房產以及所有權證明,她選擇的價格以及她的報價的到期日。一旦買方發現要約並同意價格,Algorand允許他在不涉及賣方的情況下進行交易。

Algorand基本上為賣家提供了非互動式原子²交換的選擇。像往常一樣,這種特殊互換也繼續保證所有Algorand的安全屬性-例如,防止“雙花”,“所有權的不確定性”等問題。

Algorand的釋出-與-銷售交易模式也適用於多種不同商品的情況,賣方為商品的不同子集指定不同的價格。一旦出售子集,先前提供的包括一些剛剛售出的商品的子集就會自動從市場上撤下。

最後,Algorand的Post-and-Sale包括非互動式拍賣,其中價格由市場決定,而不是由賣方決定。

Post-and-Sale交易實現了區塊鏈上的電子商務,並且由於其速度和易用性,將為Algorand區塊鏈提供巨大的價值。

【簡要總結】

區塊鏈在很大程度上仍是非常有抱負與理想的,但最終是需要複雜的成熟的技術產品。提高所有區塊鏈從業者的願景是有益並十分合適的。但是,如果不用適當的技術維持它們,願望就有可能在天空中留下一塊蛋糕一樣的危險,隨時會跌落。

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