Rocket Protocol VRF+BLS共識機制：解決高頻交易的問題_KET

在之前關于《RocketProtocol虛擬機技術》系列文章中，我們介紹了REVM在兼容EVM的基礎上進行了功能優化，例如增加標準類庫和工具集，以此來降低開發者的開發難度、提高代碼撰寫和運行效率。當開發門檻降低，大量開發者進入RocketProtocol進行生態建設時，必然會出現高頻率的交易。這需要RocketProtocol通過一個合理的機制來確保數據的高效性、公平性與安全性，以此來保證穩定的高頻交易。而這個機制，就是本篇文章將詳細分析的RocketProtocol的共識機制。什么是共識機制？

簡單來講，共識機制就是“讓事件參與方對于同一事件達成相同意見”的機制。在區塊鏈網絡中，去中心化數據庫被稱為“賬本”，每個節點都可以有一份完整的賬本。共識機制則可以決定由哪個節點負責在賬本中寫入新的數據，以及誰來維護賬本的統一。因此，共識機制是允許分布式系統協同工作并保持安全的機制。共識機制的重要性

數據：Rocket Pool于24日創下最大單日贖回紀錄，共贖回6720枚rETH:7月27日消息，據Dune數據信息，LSD協議Rocket Pool于7月24日創下最大單日贖回紀錄，共贖回6720枚rETH。鏈上信息顯示，某位巨鯨于當日贖回約6473枚rETH（價值約合1230萬美元）。該巨鯨隨后將該筆資金轉入Binance。[2023/7/27 16:02:24]

區塊鏈的賬本由節點保存，所有節點的賬本內容完全一致。每個節點都可以往賬本中添加交易，也可以根據自己本地的賬本去查找交易。這種機制存在風險：當有的節點記錄了一筆轉賬而有的節點沒有記錄，系統就無法確定這筆轉賬的真實性。此時，共識機制的存在顯得尤為重要。共識機制允許在不依賴于任何中心化機構的情況下，也能讓組織完成大規模的集群協作并保證數據的安全性。共識機制的技術選型

隨著各類公鏈層出不窮，共識機制也在近年來不斷發展以應對可能出現的各種安全問題。目前行業內已出現了多種技術選型。下面將圍繞PoW、PoS以及DPOS進行分析。PoW

波卡周報：Rococo重啟成功，目前接入9個平行鏈:根據PolkaWorld最新發布的波卡周報，本周重要事件包括：

1. Parity計劃開發并提議一個名為Statemint的通用資產平行鏈，作為首批公共利益平行鏈之一；

2. 關于SubstraTEE Milestone 3的國庫申請已通過；

3. 一項開發EVM NFT橋的國庫議案已經通過；

4. Figment發起一項國庫議案，申請DOTs作為他們的Figment Learn和DataHub平臺發展的激勵，以發展Polkadot開發者。目前波卡理事會正在審查這個議案；

5. 取消10號提案（一個force_transfer的提案）的議案已獲得波卡理事會的通過。該提案的地址有誤，已由提案11取代；

6. 目前提名成功最小的DOT數增加到了175個，Staking率增加到了64%；

7. Rococo已經重啟，目前已經連接9個平行鏈：Tick，Trick，Track，Phala，Acala，Bifrost，Crust，Plasm和Hydrate。網絡仍然處于正在穩定和優化中。[2021/3/14 18:43:42]

PoW是工作量證明機制。工作量是指礦工的算力。礦工利用自己的算力資源進行挖礦，而將礦工的算力集中起來進行挖礦的叫做礦池挖礦。PoW挖礦的本質是一個競爭記賬權的過程。無論是礦工個人挖礦還是礦池挖礦，拼的都是算力。當算力越大，進行的運算就會越多，計算出符合要求的區塊哈希值就越快，獲得新區塊的記賬權以及賺取的收益就會更多。PoW可以保證網絡的安全性和公平性。首先，除挖礦以外，它沒有其他應用場景，在一定程度上保證了保證了網絡的安全性。其次，由于攻擊者必須投入51%以上的算力才可以篡改結果，導致其攻擊成本過高，因此PoW可以反DoS攻擊。同時也由于礦工獲得記賬權只與投入的算力有關，也從某種程度上保證了出塊的公平性。但PoW的算力機制會造成資源浪費。哈希函數是無法進行預測的隨機散列函數，礦工需要通過大量重復的運算來得到符合要求的哈希值，以此來證明工作量，這會消耗大量的電力資源以及計算設備，對環保產生負面影響。另外，PoW機制下的運算過程允許兩個礦工同時計算出結果的情況，會出現軟分叉的情況。不同的礦工會繼續在分叉出來的不同鏈上繼續進行運算，算力強的那條鏈會變得更長，礦工挖礦的時間也會持續更久。另一條分叉鏈則會逐漸被拋棄。PoS

波卡測試網Rococo -v1已更新 相關節點需升級到新版本:1月27日，Web3基金會技術教育主管Bill Laboon發推公布波卡項目相關進展稱，測試網Rococo -v1分支已經更新，并且包含新的Rococo鏈規范。正在運行Rococo節點的用戶需升級到新版本，刪除舊數據庫并重新同步鏈。昨日消息，官方宣布Rococo測試網將于24小時內重啟。注：Rococo測試網重啟為波卡定期常規操作，目的是為快速改善和平衡Rococo網絡狀態，幫助平行鏈順利接入。[2021/1/27 21:47:40]

PoS是指權益證明機制，即挖礦的難度與一個節點在網絡中所占股份成正比。它不需要挖礦，也不需要耗費大量的電力和能源。礦工的收益與個人持有加密貨幣數量和持有時間相關，質押的股權比例越高，持有的時間越久，挖礦成功的概率就越大。PoS的出現是為了降低挖礦的資源消耗以及解決PoW的軟分叉問題。但PoS容易造成馬太效應和安全問題。由于它是由持幣數量來決定出塊的效率的，持幣越多的人越容易得到結果從而獲得更多收益。這會使“強者越強、弱者越弱”，小用戶失去了話語權，不會去關心更多的投票治理和生態建設，與去中心化的初衷相悖。并且，在PoS機制下，如果有人想要造假，只需持有大量的加密貨幣就可以完成，并不需要投入任何復雜的運算。與PoW相比，PoS造假的綜合成本更低，安全性得不到保證。DPOS

EFFROCE聯合創始人Andrea Castiglione：WOZX可大幅提升EFFORCE系統中用能方式的效率:12月17日，由霍比特HBTC全球商務VP Elsa Qiu主持的“霍比特E姐有約”第13期，進行了主題為“加密技術助力 EFFORCE能源項目”的線上AMA，并邀請到EFFROCE聯合創始人&項目負責人Jacopo Visetti及聯合創始人、公共和投資者關系負責人Andrea Castiglione，為社區用戶帶來了EFFORCE項目及WOZX的深度分享。

在談到WOZX在EFFORCE系統中起到的作用時，Andrea Castiglione稱：每個WOZX代表一份通過參加Energy Performance智能合約獲得獎勵的權利，它也是一種工具，能夠作為某個能效項目在特定時間段內的節能量的保證。產生的節能量會成為WOZX持有者手中的有形資產，WOZX持有者可以決定將它進行出售或者用來抵消電費賬單。以此為基礎的用能方式大大提升了效率，節約成本因此將會變得越來越方便，能源成本居高不下的問題會逐漸得到解決。

“霍比特E姐有約”為霍比特HBTC線上AMA直播欄目，旨在為社區用戶提供一個直觀、清晰、便捷的平臺了解項目，同時為項目方提供一個直接觸達社區用戶、與社區近距離交流的渠道。[2020/12/17 15:34:46]

DPOS是由EOS提出的授權股權證明機制。是基于投票選舉的共識算法。在DOS中存在兩種角色——公證人和見證者。公證人可以投票選舉區塊生產者，是“授權”方；見證者是指被選舉并被“授權”來進行區塊生產、驗證交易的節點。這樣做的好處是當持幣多的節點沒有夠的專業知識來達到高性能節點所要求的條件，他可以利用自己的優勢來投票選舉出性能高的節點來進行區塊的驗證和交易，以此來保證該條鏈的高效運算和出塊，這比POS有更高的效率。但DPOS目前也無法解決POS帶來的困境。RocketProtocol的共識機制及其優勢

動態 | 加密交易所Kraken聘請Pierre Rochard推廣比特幣:據Coingape消息，加密交易所Kraken已聘請比特幣咨詢公司Bitcoin Advisory創始人Pierre Rochard以推廣比特幣。據悉，Pierre Rochard在Kraken將專注于比特幣教育和開源開發，將幫助Kraken及其用戶學習比特幣知識，同時從創新開源項目中受益。[2019/10/5]

VRF+BLS共識機制

與主流的共識機制不同，RocketProtocol采用的是更高效以及更安全的VRF+BLS共識機制。VRF，即VerifiableRandomFunction，是一種生成隨機數的算法。這是在前面提到的PoW、PoS以及DPoS都無法有效解決安全及效率問題的情況下誕生的第三代共識算法。在最新的算法幫助下，驗證VRF合法性的速度已經非常快，是一種高效的共識算法。在RocketProtocol中，VRF算法用于選取候選塊打包者以及候選塊的驗證組。BLS簽名算法是斯坦福大學計算機系三人提出：DanBoneh，BenLynn以及HovavShacham。BLS的主要思想是待簽名的消息散列到一個橢圓曲線上的一個點，并利用雙線性映射E函數的交換性質，在不泄露私鑰的情況下，驗證簽名。BLS在RocketProtocol主要用于聚合驗證組內每個成員對于候選塊的簽名，生成驗證組簽名。VRF+BLS的優勢

RocketProtocol在采用VRF+BLS的基礎上加入了分布式系統中的高并發寫作、預處理等技術。與PoW相比，VRF+BLS與PoW都具有隨機性，但PoW的隨機性導致了算力的大量消耗，造成礦場和礦機的資源浪費。VRF+BLS機制則相反，它允許毫秒級別生成真隨機數，并通過節點間合作的方式，來保證完全去中心化、數據安全性和公平性，以此來解決高頻交易的問題。它具有以下幾個優勢：1）在去中心化方面，VRF+BLS采用的是節點分組共識機制，允許通過增加節點來提升吞吐能力。加入的節點需要被分為兩大類——提案節點與驗證節點。任何聯網設備均可通過質押通證獲得成為提案節點和驗證節點的資格，去中心化得到保證；同時，RocketProtocol還加入了懲罰機制，以保證節點誠實守信，不作為或作惡的行為會受到懲罰。在懲罰機制中，由社區共同投票決定該不作為或作惡的節點是否被取消提案或驗證資格，而非依賴于用戶的持幣量多少來決定。去中心化程度得到進一步保障；2）在交易和數據公平性方面，RocketProtocol采取由隨機抽取的方式產生提案組，不可預測，在提案時多通道并行發送給驗證組，限制了提案與驗證聯手作惡的情況，保證交易和數據的公平性；3）在提高效率方面，出塊和驗證的效率決定系統的處理性能。在VRF機制下，提案節點的出塊速度為1秒/1塊；從通訊復雜度、簽名長度以及性能來看，驗證組采用BLS門限簽名性能強于拜占庭容錯。因此，這是一種高效的共識算法，可以非常快速地出塊及驗證VRF合法性；4）在安全性方面,VRF真隨機數選組，確保某高度上工作組唯一。周期checkpoint機制確保了狀態數據具有“最終性”，消除長程攻擊等問題。同時，攻擊者需要控制遠超51%以上的節點才能對近期數據(checkpoint之后的狀態)發起類似比特幣的51%算力攻擊；5）性能方面，在不做分片等優化的情況下，TPS為5000。總結

VRF+BLS共識通過隨機生成提案節點與驗證組來保證交易的公平性，避免馬太效應的產生，通過驗證多簽來保證交易的安全性。對于開發者和用戶而言，基于VRF+BLS共識機制的基礎設施，可以有效解決高頻交易的問題，開發者無需擔心交易作假的行為。維護穩定的高頻交易是進行資產跨鏈交易的前提，而資產跨鏈交易離不開跨鏈技術。我們將在下一篇文章中展開描述RocketProtocol另一大創新技術——異構跨鏈的中繼鏈技術。

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