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PoS星系共识和跨链协议知识

什么是共识?

共识,英文叫Consensus,它是指分布式网络中节点对某一事实达成一致意见的过程。我们来对这句话做剖析。这里面要理解三个点,共识是基于分布式网络,也就是通常理解的去中心化的P2P网络,区块链网络就是采用典型的分布式网络。

第二,共识的参与主体是节点。讲白一点,一个节点就是区块链网络中的一台计算机,这台计算机可以是实实在在看的见摸的着的你的台式机、你的服务器,也可以是你花钱租赁的虚拟的云。

第三,共识的目的是为了对某一事情达成一致意见。区块链网络中最重要的事情就是对交易记账结果的确认。
 
如何保证区块链网络达成正确的共识?

这就需要设计一套良好的共识机制,就是要保证这套共识机制能够激励善的节点打包正确的区块,避免恶的节点确认不合法的交易,篡改交易数据,从而保证主链的正确延续。像比特币网络、以太坊就是采用PoW来确保网络安全,Tezos,Wanchain,以及未来的以太坊都是采用PoS来确保网络安全。
 
PoW如何保护区块链网络的安全?

在比特币设计的PoW共识机制中,节点通过解决一个需要大量算力的数学难题来将交易打包成合法区块,这就是PoW。某个节点解决了这道难题,这个节点就获得了比特币网络的下一个打包出块权,因此该节点就能获得一定的比特币奖励,像现在一个块的奖励就是12.5个比特币。

但是呢,计算这道数学难题是有门槛的,那就是节点需要耗费大量的算力和电力来将这道难题计算出来,这些高昂的成本会让节点只会打包正确的交易上链,而不会打包不合法的交易上链,对节点来讲,作恶成本是非常高的,从而保证了区块链网络的安全。
 
PoS如何确保区块链网络的安全?

为了获得出块权和奖励,PoW拼的是节点的计算机的算力,而PoS不需要节点有那么高的算力,因为PoS拼的是权益。在PoS共识机制中,节点通过质押一定数量的代币参与共识。当节点质押的代币数量越多,那么就意味着这个节点的权益越大,这个节点就越能够被选中成为出块的节点。而某一节点如果违反规则,它就会受到严厉惩罚。

星系共识的优势


下面重点介绍一下Wanchain的PoS共识。Wanchain的PoS我们把它命名为星系共识。它是Wanchain自主设计的新型PoS共识协议,拥有安全稳健的委托机制。在星系共识中,所有参与质押的WAN代币持有者成为了我在前面提到的节点,也就是PoS中的验证节点,这些验证节点将有机会获得出块奖励。验证节点质押代币数量越大,质押时间越长,那么奖励就越多。
 
好,下面来谈谈星系共识的特点有哪些。首先,我们的最底层的理论基础是以Ouroboros共识作为安全基础,Ouroboros是Cardano研发出来的共识,这个共识的一大特点是,它是工业界第一个被采用的可证明安全的PoS算法。
 
在这里我再给大家强调一点,在所有PoS共识机制中,有两个步骤尤为关键,一个是随机数生成过程,一个是出块者选择过程。在PoW中,下一个出块者身份是无法提前预测,那么怎么确定这个出块者呢,节点通过计算一个随机数来进行哈希碰撞。因此我们说在PoW共识系统下,谁来挖矿是随机的。而PoS不进行哈希碰撞,于是PoS引入了随机数生成算法。
 
Wanchain的星系共识中,我们在随机数生成算法上进行了大量的创新,设计了更加安全高效的随机数生成算法,random beacon。保证了随机数的产生是去中心化的,是不可预测的,无偏的,均匀分布的,保证输出的,以及公开可验证的,这六大衡量随机数算法优劣的六大标准。
在此我分享一篇星系共识随机数生成算法的深度解读文章,供大家在AMA之后可以阅读并了解一下。
星系共识随机数生成算法
 
再一个就是出块者选择算法。我们创新性地设计了Unique Leader SelectionULS算法,用于出块者选择,这个算法能够保证合法出块者的唯一性,大大降低了自然分叉的概率,缩短了共识时间。出块者选择兼具公平性、可验证性和匿名性。
我同样分享一篇星系共识出块者选择算法的深度解读文章,供大家在AMA之后可以阅读并了解一下。
星系共识出块者选择算法
 
星系共识中的关键角色


星系共识中有三个重要角色,一个是普通验证节点,一个是受托验证节点,一个是委托人。了解了这三个角色和这三个角色的要求,对大家后面参加Wanchain PoS尤为验证节点并质押的活动是非常有帮助的。我把一些关键信息在PPT里进行了标红。

对于普通验证节点来讲,10000WAN是最低门槛,普通验证节点不能接收委托。受托验证节点最低门槛是50000WAN,可授受的委托比率是1:5。什么意思呢,就是当一个节点质押了50000WAN,它就能额外从社区里吸纳最高250000WAN的委托量,如果吸纳的量超了,则需要提高质押数量,从而提高委托量。同时,受托验证节点可以设置委托费率,0%-100%。0%就是不收委托费。

第三个角色就是委托人,最低委托数量是100WAN。委托人可以找任何自己信的过的受托验证节点,把自己的代币委托给它,赚取收益。

需要强调两点:

不管你是做普通验证节点还是受托验证节点,你都需要自建服务器或者租赁云服务。但如果你是做委托人,则不需要自建服务器或者租赁云服务。正因为如此,在相同WAN代币数量的情况下,验证节点的收益率是比委托人的收益率要高,但委托人没有运营方面的烦恼。

另一点就是委托人参与委托的资金是非常安全的,因为这是通过智能合约控制,自动返还本金和收益到委托人的地址上。
 
委托机制


再来说说星系共识中的委托机制,Wanchain的委托机制完全是在链上完成,这和市面上链下进行委托的PoS相比,对委托人来说更加安全。

受托验证节点,除了自己质押WAN代币外,为了提高收益,就需要不断的吸引更多的委托人将他们的代币投给你,这样你作为受托验证节点,最终收益也会水涨船高。所以委托机制的设立,能极大的调动受托验证节点的积极性。同时也降低了全社区所有成员参与共识的门槛。也就是说100WAN你就能成为委托人,10000WAN你就能成为验证节点,有机会参与随机数的生成和交易的打包出块。

这也是Wanchain PoS设计的初衷,我们把门槛做的很低,就是希望社区的成员都能有机会参与到共识中来,这也是完全符合区块链的设计理念的,全民共享,全民所有。
 
我这里分享一篇公众号文章,里面详细介绍了各个参数和参数的数值,包括硬件参数要求。
星系共识参数说明
 
验证节点共识过程


讲了星系共识里的重要角色以及角色所代表的参数数值,下面我带着大家完整走一遍验证节点的共识过程吧。我以受托验证节点来举例。

第一步,用户需要通过市场购买至少50000WAN,在Wanchain网络上注册成为受托验证节点,然后把WAN代币打入受托节点的地址。这样,受托验证节点算是准备就绪了。

第二步,选择质押时间。受托节点可以选择14天至180天中的任意天数。确定好质押天数后,开启真正的质押。

第三步,在受托节点质押期间,受托节点可以主动吸引更多的委托人将代币委托给受托节点,这样总质押量增加,受托节点被选中出块的概率也会增加,奖励也就增加了。Wanchain网络每两天会从所有验证节点中选出75个节点并将他们分成两组,一组用来产生随机数,一组用来打包交易提出区块。只有被选入这75个节点中的一员的验证节点才能够获得奖励。Wanchain会每两天这75个节点。如果一个验证节点的质押量越大,质押时间越长,那么越容易被选中进入这75个节点的组里。这也是为什么,我们鼓励受托节点多吸引委托人的原因。

第四步,Wanchain的奖励每两天会自动结算一次,结算结果按照之前打出的地址原路返回到受托地址和委托人地址。所以委托人不用担心受托人会跑路的事情。整个质押结束后,本金会原路返回打出的地址。

另外我强调一点Wanchain的质押特色:验证节点参与质押后,需要走完自己所选的整个质押过程,本金才能拿回。而对于委托人来说,他可以随时委托进来,随时提走委托资金。
 
我们来看一个大家关心的收益


先强调两个点:

Wanchain总共发行了二亿一千万个WAN,其中白皮书就规定好了有10%是用于PoS的奖励的,也就是2100万个WAN。不同于市面上绝大多数PoS或类PoS项目,Wanchain没有增发机制,也就是没有通胀。因为通胀项目的年收益和非通胀项目的年收益是不好拿来直接比较的。

其次,Wanchain的PoS奖励发放按照先高后低的原则。首年的总奖励是250万个人WAN,此后每年递减12%。

好,了解了上面两点,我们来看一下预估收益。

假设某个验证节点质押了10万个WAN,而区块链网络中总质押量是1000万个WAN,那么年化收益就是25%。

假设假设某个验证节点质押了10万个WAN,而区块链网络中总质押量是2000万个WAN,那么年化收益就是12.5%。

总质押量多了,一定会带来币本位收益的下降,但总质押量多了,就意味着总锁仓量多了,从某种角度来讲,会拉动币价对法币的价格。

同时请大家再看一下图片上的一行小字,上述收益率计算只考虑了最重要的影响因子(验证节点质押量和所有验证节点质押总量),实际单个节点的收益率还需要考虑受托质押量、委托费收益、云租赁成本、锁定时长、在线活性、加密货币兑法币汇率变化等诸多因子。
 
星系共识的Alpha测试已经开始,有一定开发基础的朋友可以扫码注册参与到Alpha的测试中来,我们对上报缺陷的开发人员会给予一定的奖励。我们的PoS正式版预计会在7月份上线。
 
任何想参加做验证节点的朋友,Wanchain技术团队都会为您提供最大的技术支持工作。


介绍完PoS,我再来简单介绍一下Wanchain最有特色的技术亮点,跨链。前几天刚好有一家媒体找到我们,希望我们写一段百来字的话,表述我们的区块链项目能为数字社会或者数字化社会转型带来什么。于是我们浓缩了约100字的一段话,我认为非常精准地描述了Wanchain正在做的事情以及Wanchain的愿景。我把这段话放上来和大家一起分享:
 
当传统局域网被打通后,人类迎来了互联网浪潮的大爆发。而当不同区块链连接在一起时,人类必将彻底改变价值传递方式。Wanchain正构建分布式金融基础设施,让价值交换完全去中心化,让传统资产和数字资产这两个平行世界能够交织在一起。
 
这段话讲述了跨链的大背景,跨链的方式,和跨链所带来的变革。
 
跨链的大背景有两个:一个是现实环境的大背景,目前所有的区块链项目都是各自独立,没有链接在一起的,因为不同区块链网络上的资产或者价值就不能得到有效的流转。

另一个历史环境的大背景,我们知道早在上世纪60年代,人类发明了网络,那个时候还叫局域网Intranet,局域网与局域网之间是没办法通信的。到了上世纪80年代,一个伟大的协议诞生了,那就是ICP/IP协议,这套协议彻底打破了局域网之间的屏障,网与网能够相连,于是有了今天人们熟知的互联网,而互联网也从根本上改变了人类的生产和生活方式。那么,如果所有区块链也通过某种跨链协议形成万链互连呢?人类社会的生产生活必会再次迎来天翻地覆的变化。这就是为什么跨链这么重要。
 
跨链集成BTC、ETH和ERC20

现在市面上跨链的项目不少,但不少项目要么是以中心化的方式跨链,要么他们的跨链正处于研发阶段。Wanchain算是在业界很早就实现了以去中心化的方式实现了跨链BTC、ETH和ERC20的项目。

Wanchain 通过Storeman的跨链节点来完成跨链,利用多方安全计算和门限密钥的原理保证跨链交易的安全性。在不改变原有链机制的基础上通过跨链通信协议实现最小代价接入。我们拿以太坊跨链转账举例子好了。当以太坊上的用户发起一笔跨链交易的时候,这笔交易就会在原链上被哈希时间锁锁住,Wanchain上负责处理跨链交易的Storeman节点会在Wanchain上发起一笔跨链的合约交易,该笔交易负责产生以太坊的映射代币,并发送到用户在Wanchain上的地址。通过安全多方计算和门限密钥算法,用户安全地获得Wanchain上映射以太币的控制权,而Storeman获得以太坊上原以太币的控制权。
 
关于Wanchain跨链的技术细节,大家感兴趣可以看一下我们在去年写的一篇关于跨链的白皮书。
 
不同链上资产在海量应用之间实现自由流转


万链互联之后,不同链上的资产就能够在海量的应用之间实现自由流转。

比如分布式交易,中心化交易所目前被盗的事情时有发生,因为很多中心化交易所都在布局分布式交易所,包括币安在内。区块链本来就是分布式的,用分布式的方式解决分布式交易的问题我觉得是再恰当不过了。
 
其次就是因跨链而带来的金融创新。两个或多个不同区块链网络上的资产和信息通过跨链协议这个可信机制而完成转移和交换,就像两座岛屿之间架起一座桥梁。
 
区块链技术在传统资产上链和数字资产两个领域的发展目前如同两个平行的世界。而伴随着跨链技术的不断推进,这两个平行世界最终会交汇甚至交织在一起。无论是以传统资产上链为代表的商业联盟链,还是以虚拟资产上链为代表的公链,还是国家数字货币为代表的主权公链,最终都需要跨链能力作为支撑,推动整个人类金融的进步。


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