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    三大熱門公鏈項目Algorand、Dfinity和Thunder共識體系的技術分析

    2018-11-1 16:34

    來源: 鏈得得 作者: Larry

    Thunder公鏈項目共識體系分析


    與前兩個項目不同,Thunder是一種Layer2的公鏈解決方案,可用于提升已有的公鏈特性。但與Algorand和Dfinity一樣,Thunder也用分組的方式(其快速通道fast path模式),有1個leader和多個驗證組員,希望提高系統性能,但其選擇leader和組員的方法還在研究中,沒有公開。其快速通道是由系統選出一個leader和多個組員,由leader給出提案塊,然后由組員經BFT驗證達成共識,再由leader傳播全網上鏈。為了彌補安全的不足,它在上面的快速通道模式的基礎上,增加了定期檢查,每次檢查如沒有發現問題,就移動檢查點。一旦發生問題,就在上次的檢查點,啟動慢速通道(慢速通道slow path,比如采用比特幣的POW方式),讓系統仍能工作,雖然性能低下。 


    1)   中心化明顯。Thunder的leader和組員不論如何選取,在被輪換之前,都是固定的,特別是提案、通訊、出塊等都依靠leader,具有濃厚的中心化特征。


    2)   不具后驗性、隨機性不足,且安全性較差。因為固定的leader和組員,其leader就有作惡的可能,而且成為單點故障。不論組的leader還是組員,都不如Dfinity和Algorand的選取更具隨機性,去中心化不足,因而很容易受到DDOS攻擊和女巫攻擊,同時也沒有考慮提案人leader和驗證者組員聯手共謀的可能。因其組內通信依靠leader,進一步影響安全性。其安全性要比Algorand和Dfinity稍差。


    3)   網絡通信還需要改善。為了改善組內通信效率,Thunder所有組內通訊都要經由leader,導致leader的中心化、單點故障(如不在線或作惡),影響通訊效率、性能和安全性。與Algorand和Dfinity一樣,共識塊需要經由P2P全網廣播后上鏈,效率低下。


    4)   性能不夠好,存儲容量受限。因沒有采用組簽名,其存儲效率比Dfinity要差。但因只需一步共識,而且組的規模較小,所以其簽名數據比Algorand要小,存儲效率高于Algorand。其存儲容量也同樣受限于單節點的存儲空間。為保證系統可靠性,一旦檢查出問題,就回退到慢速通道。其慢速通道雖然可以讓系統正常工作,但會影響系統出塊速度,性能較差。


    可以看出,Thunder設計了快慢兩種數據同步模式,增加了可靠性,但其去中心化程度、系統安全和交易性能都有所欠缺。


    4.  小結和展望


    至筆者成文為止,Algorand、Dfinity和Thunder的很多數據還停留在實驗室階段,相關實現代碼大多沒有公諸于世(除了Dfinity中有的少量PoC部分代碼開源)。雖然三者都基于各自的學術論文,但其理想化的數學模型,離工程實現和落地相距甚遠。在區塊鏈領域的技術討論中,所謂的“三元悖論”——去中心化、安全和交易性能,這三者只能取其二的說法,并沒有理論邏輯上的支撐,而只是對現有解決方案的觀察。其實,去中心化僅是手段,不是目的。而安全與系統的吞吐能力和容量并不相互矛盾。


    本文希望就目前當紅明星項目的分析,提出問題,從而可以找出一個融合它們各自優點(如Algorand中后驗的安全性,Dfinity中BLS簽名帶來的性能提高,Thunder的慢速通道的可靠性),形成一個真正可以落地的、更好的解決目前區塊鏈“三元悖論”的共識方法。不僅提高其去中心化、安全性和性能,同時,可以達到規模化應用,突破單節點容量的限制,打造一個“高可用、強安全、高效率”的區塊鏈,真正做到“區塊鏈的高可信與中心化的高效率”融合并存。此外,我們是否也應該接受不具有同時解決“三元悖論”的理論和技術方法,從而根據具體應用的需求而選擇相應具有特色的共識算法呢?


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