Harmony EPoS:马太效应新克星

区块链资讯HashQuark社区2019-10-11 10:11:40  阅读 -评论 0

PoS (Proof of Stake) 区块链系统广遭诟病的缺陷之一便是马太效应,即富者愈富贫者愈贫。目前,已有诸多项目通过新颖的设计来缓解和改善该问题:Polkadot 的 NPoS (Nominated Proof-of-Stake) 使得每个 validator 获得的系统奖励相同,与票数无关;Decred 的选票机制由于票价不固定,且浮动的投票时间是导致短期收益不确定,加之 PoS 只获得区块奖励的 30%, 因此大节点无法仅通过持有现有权益而维持其在 DCR 流通中的相对份额;CPChain 则引入了荣誉度评估算法,除节点持仓量外,还将节点交易量、数据贡献、区块链维护、代理荣誉等纳入了考核指标。
本文介绍一种创新的 Staking 机制——著名分片项目 Harmony 设计的有效抵押证明机制 EPoS (Effective Proof-of-Stake) ,基于有效抵押的区块奖励来缓解马太效应。
1. 马太效应
马太效应典出《新约圣经·马太福音》:“凡是少的,就连他所有的也要夺过来。凡是多的,还要给他,叫他多多益善。”反映的社会现象是两极分化,即富者愈富,贫者愈贫。
在某些 PoS 项目的设计中,验证者按照他们接受抵押的数量占比获得等比例的区块奖励,这极易导致抵押代币的过度集中。
2. Harmony共识机制
Harmony 的整体架构与以太坊 2.0 类似,由信标链和分片链组成。分片作为一种区块链的拓展方案,首先在 Zilliqa 上实现;但 Zilliqa 仅实现了网络分片和交易分片。Zilliqa 将其网络分为多个分片,每个分片有数百个节点(网络分片),允许不同的交易由不同的分片同时处理(交易分片)。但为了能够处理交易,分片中的每个节点都必须存储整个区块链状态信息,这使得网络对节点的要求较高,阻止了硬件资源一般的节点加入网络,不利于网络的去中心化。Harmony 进一步实现了状态分片,并将其分片技术命名为深度分片 (Deep Sharding),不仅对交易层面进行分片,还对共识发生的层面进行分片,从而提升网络吞吐量。此外,由于所有节点都无需存储整个区块链状态,因此一般的个人计算机也可以作为节点加入网络,进一步推动网络去中心化。

Harmony 采用 PoS+FBFT 共识机制,即首先通过 PoS 选出参与区块签名的节点,再通过 FBFT 达成共识。成为 Harmony 的验证者需要质押一定数量的 ONE 通证,抵押的通证数量代表验证者的投票份额,每个投票份额对应 FBFT 共识的一票。

Harmony EPoS:马太效应新克星

为防止单个分片中出现单个/多个节点投票份额过大等问题, Harmony 采用了自适应阀值 PoS,根据分布式随机生成协议把节点的投票份额随机分配到不同的分片当中,而非单个验证者连同其所有选票随机分配到一个分片(如上图所示)。这样一来,即使某恶意节点持有大量的选票份额,也无法影响单个分片的选票结果。
每个周期(epoch)伊始,Harmony 网络会通过分布式随机生成协议产生随机数,基于随机数来确定分片结构。周期是预定的时间间隔,在此期间,分片结构是固定的,每个分片持续与同一组验证者运行共识。
Harmony EPoS:马太效应新克星

为防止分片保持结构固定可能会出现的静态循环攻击、慢适应攻击或完全适应攻击等,Harmony 还采用基于 Cuckoo 规则的重新分片机制对分片的选票进行重新洗牌。此外,Harmony 还设置了使验证者快速进行状态同步与验证的机制。简单来说,每个周期的首个区块都包含上一个周期首个区块的哈希链接。当验证者新加入一个分片时,它们需要检索状态,并确保状态有效。新加入的验证者只需下载当前状态即可获得从当前状态到创始区块的路径,新验证者可通过灰色区块快速验证当前状态(如上图所示)。
3. Harmony EPoS 设计
Harmony 的抵押证明机制 EPoS(Effective Proof-of-Stake)是一种高效的抵押机制,可避免抵押代币中心化,同时支持抵押复利和代币委托,适合需要大量同等权利验证者的分片系统。
EPoS 系统基于抵押者代币数量的排名选取验证者,对于每个 epoch(约为1天),前 1600 名抵押者将获得有限的 1600 个验证者席位(4个分片* 400个席位)。epoch 更新后,新的抵押排名将决定谁是下一个 epoch 的验证者。在 EPoS 中,验证者的区块奖励按照其“有效抵押量”的比例进行分配,而非实际抵押量。有效抵押量的共识定义如下:
Harmony EPoS:马太效应新克星

其中,c 是链上设定的参数,median stake 表示前1600名抵押者的中位数抵押量,actual stake 则是每个验证者持有的实际抵押数量。验证者的有效抵押量本质上为其实际抵押量介于上限阈值(1 + c)* median stake 和下限阈值(1-c)* median stake 之间的数量。除区块奖励外,每个验证者在共识中的投票权也根据验证者的有效抵押按比例确定。

Harmony EPoS:马太效应新克星

上图为当 c = 0.15 时前 1600 位验证者的实际抵押量和有效抵押量曲线。
随着有效抵押的引入,排名较高的验证者会因为抵押代币数量过高而获得较低回报,间接蒙受一定经济损失;而排名较低的验证者则可享受额外奖励。有效抵押在此充当均衡器,推动验证者之间更均匀地分配抵押代币,避免集中。
为实现复利,蓝色和绿色区域中的验证者可通过在同一验证者节点中反复抵押区块奖励来直接获得复利,黄色区域中的验证者则只能通过启动新验证者节点来获得更多区块奖励。对于持有大量代币的矿池而言,这种设计迫使其自身加强去中心化,从而避免单点故障。
此外,EPoS 支持直观有效的代币委托:代币持有者可根据验证者的佣金率、正常运行时间和其在排名中的位置,自行选择将代币委托给一个或多个验证者。扣除验证者设定的佣金费用后,块奖励将按委托代币的比例分配给委托者。对委托者而言,委托给绿色区域的验证者会获得更高回报,这也避免大量代币被委托给头部验证者,从而降低抵押中心化风险。
在节点惩罚机制设计中,节点若触发 slash ,将削减至少 2% 的抵押代币,且削减数量将随着同时间被削减的验证者的数量呈线性增加。举例来说,若三分之一验证者触发双重签名,则每位验证者的削减比例上升为 33%。这一规则与有效抵押机制相得益彰。若大户的多个抵押者节点同时发起攻击,他们的抵押代币也会受到更为严重的削减。
通过上述设计,Harmony 网络得以有效避免抵押中心化,从而进一步缓解马太效应。

声明:链世界登载此文仅出于分享区块链知识,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考,不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。此文如侵犯到您的合法权益,请联系我们kefu@lianshijie.com

参与讨论 (0 人参与讨论)

相关推荐

从智能合约到永不停歇的代码,以太坊该如何走向合规之路?

从智能合约到永不停歇的代码,以太坊该如何走向合规之路?

“以太坊诞生于一场反文化的运动,一场赛博朋克运动,”Zamfir 说。智能合约的意义他指出了以太坊区块链的一个特征:智能合约的概念。这种两个人之间基于技术要件的合约被视为不同主体之间的私有合同,它唯一,并且重要。

意大利银行通过区块链成功测试数据核对

意大利银行通过区块链成功测试数据核对

该协会在10月12日发布的新闻稿中宣布了对Spunta Project系统的成功测试。该框架的成功测试已于9月底由意大利媒体首次宣布,但细节不多。平台可行性已得到证明 现在,ABI透露,该测试已经看到2亿条数据条目由区块链银行对账系统处理,有效地模拟了一年的意大利银行业务。该项目包括18家意大利银行,占该国银行业劳动力的78%。

新加坡航运协会为船舶登记部署区块链技术

新加坡航运协会为船舶登记部署区块链技术

据报道,区块链电子注册将运行在自动执行的智能合约上,减少了注册过程中的时间,成本和人工错误。该项目得到了新加坡海事和港口管理局的青睐,后者正在测试该系统的注册过程。8月下旬,泰国海关部门宣布将使用IBM的Tradelens区块链解决方案。海上运输公司Ocean Network Express和Hapag-Lloyd于7月加入了区块链跟踪平台TradeLens。

黄金和区块链:适逢其会的新兴金融罗曼史

黄金和区块链:适逢其会的新兴金融罗曼史

虽然区块链技术被吹捧为解决其范围之外问题的灵丹妙药时,透明的合约审计是其表现的恰到好处的一个功能。区块链技术的开放真实性与黄金诱人的稀缺性的结合,形成了一种高度透明,安全且具有流动性的金融工具,可以用来对冲货币贬值,从而使普通消费者和散户投资者可以保障其储蓄价值。通过利用区块链技术,可以在加密货币交易所买卖黄金,从而为黄金行业开辟新市场。

研究员 Vlad Zamfir:以太坊的合规危机不可避免

日本大阪,以太坊基金会研究员 Vlad Zamfir 在此前的 Devcon5 大会上给出了一个明确警示:开发者需要开始考虑以太坊的合规性问题了,而不是寄希望于等以太坊壮大之后政府不得不接受它。“以太坊诞生于一场反文化的运动,一场赛博朋克运动,”Zamfir 说。Zamfir说到,在此大背景下,一些公司选择在完全合规的框架内运作,另一些则在不断尝试突破边界。帝国反击战最后,Zamfir提到了政府可以采用区块链技术的三种方式。

继 Telegram 后,我们认为 SEC 会对这两个项目下手

继 Telegram 后,我们认为 SEC 会对这两个项目下手

靠着这个卖点,很快,Telegram 再次风靡俄罗斯,不到一年收获了 2 亿用户。这次俄罗斯政府也没有耽误时间,直接把 Telegram 告上法庭,开庭不到 10 分钟结束,俄罗斯宣布全国禁用 Telegram。三天前,SEC 就宣布已经对在美国和海外进行未注册的数字代币发行的 Telegram Group 与其全资子公司 TON Issuer 发起临时限制令。今年 10 月初,Telegram 首次公开表明与 TON 网络的关系,并在其官方网站公布了 TON 和 GRAM 的服务条款。

中信银行打造“区块链”信用证结算!

中信银行打造“区块链”信用证结算!

科技不会改变金融的实质,但却能让金融服务更高效,能让资金供、需方信息不对称的问题更好地解决。近期,中信银行首个区块链项目——基于区块链的国内信用证信息传输系统(简称BCLC)(一期)成功上线,这是国内银行业第一次将区块链技术应用于信用证结算领域。 据中信银行国际业务部总经理助理张栩青介绍,将现在流行的区块链技术应用在国内信用证中,改变了银行传统信用证业务模式,信用证的开立、通知、交单、承兑报文

中国信息技术部门成立区块链研究实验室

中国信息技术部门成立区块链研究实验室

暴走时评:本月初,中国政府对国内的ICO和数字货币交易所的打击在世界范围内引起了强大反响,但政府已经多次声明不会将区块链与数字货币划等号,依然非常重视区块链技术在中国的发展。鉴于中国工业和信息化部成立了一个专门研究区块链的实验室,这一论调也得到了进一步的证实。 虽然中国政府最近在大力打击比特币交易所和ICO,但仍然致力于开发区块链在其他领域的潜力。 据财新网报道,中国工业和信息化部已经成立了一

麦妖榜
更新日期 2019-09-03
排名用户贡献值
1牛市来了30910
2BitettFan24187
3等待的宿命23810
4区块大康20369
5六叶树20310
6linjm122719429
7天下无双16192
8lizhen00215280
9让时间淡忘14586
10yelanyi050511349
返回顶部 ↑