OIN:Bytom2.0 共识算法介绍

术语

Epoch:一个Epoch以一定的区块数来记数,在同一个Epoch下验证者节点是固定的,下一个Epoch会根据上一个Epoch投票情况产生新的验证者。

Checkpoint:共识算法不会处理链中的所有区块,而是以Checkpoint为单位来验证,一般情况下以一个Epoch的区块数作为一个Checkpoint。

Justified:一个Checkpoint在收到一次2/3确认后状态为justified,justified的节点可能会被推翻。

Finalized:一个已经justified的Checkpointc的子节点被justified后,则Checkpointc转化为finalized,具有finalized的checkpoint不可被推翻。

加密做市商 Byte Trading 完成 700 万美元种子轮融资:金色财经报道,专注于加密衍生品的加密做市商?Byte Trading 完成 700 万美元种子轮融资,总部位于瑞士的风险投资公司 Redalpine 领投,Redalpine 也是?Robinhood、N26 等热门初创公司的投资者。种子轮的其他投资者包括Possible Ventures、L1 Digital和D4 Ventures。作为交易的一部分,Redalpine 的普通合伙人 Harald Nieder 和?Possible Ventures?合伙人 Simon Leicht 加入了 Byte Trading 董事会。Byte Trading 联合创始人 Dominik Vacikar?表示,这是一轮股权融资,将帮助 Byte Trading 扩大其团队,整合更多交易所,并在今年内将其管理资产规模 (AUM) 增长 50 倍。(The Block)[2022/1/19 8:58:10]

为什么我们需要升级Bytom2.0共识

ByteTree首席投资官:灰度比特币信托可能会“演变成系统性风险”:据CoinDesk消息,加密市场数据公司ByteTree的一份报告显示,灰度比特币信托(GBTC)可能会“演变成系统性风险” 。在报告中,ByteTree首席投资官Charlie Morris表示,进入比特币的机构资金中有81%是通过GBTC流入的。从Osprey的比特币基金到Bitwise加密货币指数,再到加拿大比特币交易所交易基金(ETF),投资者现在有了更多选择,可以轻松投资比特币。GBTC曾经比比特币价格高出许多的溢价已转为折扣,反映出对该工具的需求下降。ByteTree表示,由于GBTC没有溢价,机构资金流入可能进一步放缓,这意味着GBTC不会买入更多比特币,这将消除对市场的支持。[2021/3/20 19:02:33]

Vapor也采用了和Bytom2.0一样的DPoS+BFT算法,且稳定运行了较长时间,并承载了很多应用,但同时也发现存在以下问题:

MixBytes对Pickle Finance进行全面审核:Pickle Finance发推表示已开始全面审计活动,审计机构为MixBytes。[2020/10/4]

在高速出块的情况下,每个区块都要进行2/3的签名确认将占用大量的网络带宽。0.5秒出块使得链上数据占用的磁盘空间急剧膨胀;容易导致分叉;此外,也给一些钱包、浏览器造成了一些性能上的瓶颈。共识算法未经过有效的安全性验证,传统的BFT算法一般都需要两次确认。Bytom2.0对共识进行了升级,以解决上述的几个问题:

采用Checkpoint为单位来进行验证和签名,大大减少了签名确认所占用的网络带宽将0.5s一个块延长为6s一个块,降低分叉概率对每个Checkpoint进行两次确认,第一次为Justified状态,第二次才进入最终确认Finalized状态Bytom2.0升级后,在以下多个方面可以获得较大提升:

动态 | ByteTree:今日出现两笔9亿美元左右的比特币转账:最近的跟踪数据显示,今日出现了超过107848 BTC的移动,价值近9亿美元。这笔交易的资金是由欧洲加密交易所Bitstamp被转移到一个XAPO-2钱包。此笔交易没有被鲸鱼监测机器人捕获,而是由ByteTree监测。ByteTree创始人Charlie Morris刚刚发布推文称,刚刚又出现另一笔鲸鱼交易,这次转移了9.29亿美元。 (bitconist)[2019/10/15]

节约能源更好的性能提升更好的经济安全性更强的扩展性

共识过程

1、在Bytom2.0链刚启动时,由创世节点负责出块。此时其他节点可进行抵押BTM来成为共识节点,普通参与者可对共识节点进行投票。

2、每个投票和选举轮次称为一个Epoch,一个Epoch包含一组区块,在该Epoch中共识节点是固定的,下一个Epoch开始根据投票数量重新选举共识节点。

3、当下一个Epoch检测到有合法的共识节点达到一定个数时,创世节点停止出块,由共识节点出块。

4、从当前Epoch开始,每隔6秒出1个块,每个共识节点按照票数排序轮流进行出块。

5、Bytom2.0不会对每个区块进行验证,而是采用Checkpoint为单位来处理,一般情况下以一个Epoch的区块数作为一个Checkpoint。

6、Bytom2.0会对每个Checkpoint进行两次确认,一次是Checkpoint在收到2/3确认后状态为Justified,此时还可被推翻,而等到其子节点也被确认为Justified状态后,获得二次确认并获得Finalized状态,此时获得最终确认且不能被推翻。

7、为了防止无利害攻击,Bytom2.0会对同时进行同一高度的两个区块签名的共识节点进行惩罚,罚没其抵押的部分BTM,考虑到这部分的复杂性,Bytom2.0会在共识稳定后逐步引入该机制

选举和出块过程

CheckPoint验证

每个Checkpoint会经过一轮共识节点的验证和签名,当获得超过2/3的签名后,Checkpoint会得到一次确认,并设置为Justified。

状态转换

如下图所示,黄色粗箭头存在一条link,从某一个sourcecheckpoint到targetcheckpoint,如果该link得到2/3?签名,target变成justified。如果source是他的直接父节点才会变成finalized,出块会跟随具有最大高度justifiedcheckpoint的链。

小结

Bytom2.0的共识算法,是基于Vapor共识算法的经验和教训,同时吸收了ETHCasper的相关设计理念,但对于其复杂的部分又进行了优化,推出的适合于比原链自身的一种创新共识。

Bytom2.0的共识算法,在节能,性能,对抗攻击能力和扩展性等方面都具有优势,共识算法作为区块链底层最重要的基础协议,必将在Bytom2.0上发挥巨大的价值。

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