Bytom2.0 共識算法介紹_CHE

術語

Epoch：一個Epoch以一定的區塊數來記數，在同一個Epoch下驗證者節點是固定的，下一個Epoch會根據上一個Epoch投票情況產生新的驗證者。

Checkpoint：共識算法不會處理鏈中的所有區塊，而是以Checkpoint為單位來驗證，一般情況下以一個Epoch的區塊數作為一個Checkpoint。

Justified：一個Checkpoint在收到一次2/3確認后狀態為justified，justified的節點可能會被推翻。

Finalized：一個已經justified的Checkpointc的子節點被justified后，則Checkpointc轉化為finalized，具有finalized的checkpoint不可被推翻。

General Bytes 加密貨幣 ATM 服務遭到攻擊，導致數據庫和加密貨幣被盜:金色財經報道，據General Bytes官方推特消息，General Bytes 加密貨幣 ATM 服務在3月17、18號受到攻擊，攻擊者利用系統里的上傳接口上傳并運行了惡意的Java程序，然后攻擊者獲得了服務器里數據庫的權限和熱錢包提幣API Key。

根據慢霧MistTrack統計，損失大約180萬美金。目前官方已發布事件公告和修復方案，相關用戶如有運營此類服務可以立即聯系官方。此前消息，General Bytes在2022年8月也遇到了安全事件，但官方沒有披露是否有加密貨幣被盜。[2023/3/19 13:12:51]

為什么我們需要升級Bytom2.0共識

技嘉GIGABYTE推出首個Web 3社區并在Polygon上發行AFWC NFT系列:12月26日消息，電腦硬件生產商技嘉 GIGABYTE 推出首個 Web3 社區AORUS Falcon Warriors，旨在利用數字生態系統推動創意和創新。同時技嘉還宣布在 Polygon 區塊鏈上發行配套的 AFWC (AORUS Falcon Warriors Club) NFT 系列，據悉該 NFT 系列將成為下一代 AORUS 數字社區的重要通證。目前 AFWC NFT 已在 OpenSea 上線，當前地板價為 0.2 ETH。[2022/12/26 22:08:53]

Vapor也采用了和Bytom2.0一樣的DPoS+BFT算法，且穩定運行了較長時間，并承載了很多應用，但同時也發現存在以下問題：

General Bytes加密貨幣ATM網絡遭到攻擊:8月29日消息，區塊鏈安全機構Halborn表示，General Bytes加密貨幣ATM網絡此前遭到黑客攻擊，攻擊者利用了ATM加密應用服務器（CAS）管理界面中的零日漏洞，在查找到端口7777或443上運行的公開CAS服務后，攻擊者利用該漏洞獲得對ATM的管理員訪問權限并創建新的管理員帳戶。之后，攻擊者將自己的地址添加到無效支付地址設置中，發送到General Bytes比特幣ATM的無效付款將被重定向到攻擊者的帳戶。[2022/8/30 12:56:19]

在高速出塊的情況下，每個區塊都要進行2/3的簽名確認將占用大量的網絡帶寬。0.5秒出塊使得鏈上數據占用的磁盤空間急劇膨脹；容易導致分叉；此外，也給一些錢包、瀏覽器造成了一些性能上的瓶頸。共識算法未經過有效的安全性驗證，傳統的BFT算法一般都需要兩次確認。Bytom2.0對共識進行了升級，以解決上述的幾個問題：

加密做市商 Byte Trading 完成 700 萬美元種子輪融資:金色財經報道，專注于加密衍生品的加密做市商?Byte Trading 完成 700 萬美元種子輪融資，總部位于瑞士的風險投資公司 Redalpine 領投，Redalpine 也是?Robinhood、N26 等熱門初創公司的投資者。種子輪的其他投資者包括Possible Ventures、L1 Digital和D4 Ventures。作為交易的一部分，Redalpine 的普通合伙人 Harald Nieder 和?Possible Ventures?合伙人 Simon Leicht 加入了 Byte Trading 董事會。Byte Trading 聯合創始人 Dominik Vacikar?表示，這是一輪股權融資，將幫助 Byte Trading 擴大其團隊，整合更多交易所，并在今年內將其管理資產規模 (AUM) 增長 50 倍。（The Block）[2022/1/19 8:58:10]

采用Checkpoint為單位來進行驗證和簽名，大大減少了簽名確認所占用的網絡帶寬將0.5s一個塊延長為6s一個塊，降低分叉概率對每個Checkpoint進行兩次確認，第一次為Justified狀態，第二次才進入最終確認Finalized狀態Bytom2.0升級后，在以下多個方面可以獲得較大提升：

節約能源更好的性能提升更好的經濟安全性更強的擴展性

共識過程

1、在Bytom2.0鏈剛啟動時，由創世節點負責出塊。此時其他節點可進行抵押BTM來成為共識節點，普通參與者可對共識節點進行投票。

2、每個投票和選舉輪次稱為一個Epoch，一個Epoch包含一組區塊，在該Epoch中共識節點是固定的，下一個Epoch開始根據投票數量重新選舉共識節點。

3、當下一個Epoch檢測到有合法的共識節點達到一定個數時，創世節點停止出塊，由共識節點出塊。

4、從當前Epoch開始，每隔6秒出1個塊，每個共識節點按照票數排序輪流進行出塊。

5、Bytom2.0不會對每個區塊進行驗證，而是采用Checkpoint為單位來處理，一般情況下以一個Epoch的區塊數作為一個Checkpoint。

6、Bytom2.0會對每個Checkpoint進行兩次確認，一次是Checkpoint在收到2/3確認后狀態為Justified，此時還可被推翻，而等到其子節點也被確認為Justified狀態后，獲得二次確認并獲得Finalized狀態，此時獲得最終確認且不能被推翻。

7、為了防止無利害攻擊，Bytom2.0會對同時進行同一高度的兩個區塊簽名的共識節點進行懲罰，罰沒其抵押的部分BTM，考慮到這部分的復雜性，Bytom2.0會在共識穩定后逐步引入該機制

選舉和出塊過程

CheckPoint驗證

每個Checkpoint會經過一輪共識節點的驗證和簽名，當獲得超過2/3的簽名后，Checkpoint會得到一次確認，并設置為Justified。

狀態轉換

如下圖所示，黃色粗箭頭存在一條link，從某一個sourcecheckpoint到targetcheckpoint，如果該link得到2/3?簽名，target變成justified。如果source是他的直接父節點才會變成finalized，出塊會跟隨具有最大高度justifiedcheckpoint的鏈。

小結

Bytom2.0的共識算法，是基于Vapor共識算法的經驗和教訓，同時吸收了ETHCasper的相關設計理念，但對于其復雜的部分又進行了優化，推出的適合于比原鏈自身的一種創新共識。

Bytom2.0的共識算法，在節能，性能，對抗攻擊能力和擴展性等方面都具有優勢，共識算法作為區塊鏈底層最重要的基礎協議，必將在Bytom2.0上發揮巨大的價值。

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