如何讀懂區塊鏈技術？“小飛象算法”有何過人之處？_區塊鏈:Bintex Futures

近日，中國科學院軟件研究所張振峰團隊聯合美國新澤西理工學院唐強團隊，在區塊鏈核心技術的拜占庭容錯(BFT)共識研究中取得重要突破，在國際上提出首個完全實用的異步共識算法“小飛象拜占庭容錯(DumboBFT)算法”(簡稱“小飛象算法”)。

在以“去中心化”為主要特征的區塊鏈技術中，共識算法為什么重要？什么是“拜占庭容錯共識算法”？“小飛象算法”又有哪些過人之處？

共識算法為什么重要？

“去中心化”是區塊鏈的特征之一。在一個去中心化的系統里，沒有負責“拍板”的角色，這就好比一個臨時組成的旅游團，有人想往東，有人想往西。

許正宇：香港金管局擬年內進行“穩定幣”第二輪公眾咨詢:金色財經報道，據香港財庫局局長許正宇接受中國基金報采訪透露，香港金管局正在擬訂關于穩定幣的規管框架，并計劃于今年內進行第二輪公眾咨詢。我們期望在2023/2024年度落實監管安排。此外，許正宇還表示香港金融科技生態相關企業數目已超過800家，業務涵蓋移動支付、跨境理財、虛擬資產、人工智能金融服務顧問、財富及投資管理、合規科技等，當中包括8家虛擬銀行、4家虛擬保險公司和兩家持牌虛擬資產交易平臺。?證券市場方面，今年三月香港推出了廣受市場支持的特專科技公司上市機制，為國內外從事云端服務、人工智能等特專科技公司，帶來新的便利的融資渠道，同時助力國家的核心科技研發。?[2023/7/18 11:01:28]

“中心化”與“去中心化”

BIT Mining Limited重新符合紐約證券交易所持續上市標準:金色財經報道，加密貨幣礦業公司BIT Mining Limited宣布已收到紐約證券交易所日期為2023年1月 31日的一封信，通知該公司已重新遵守紐約證券交易所的持續上市標準。

2022年7月29日，紐約證券交易所通知公司不符合紐約證券交易所的持續上市標準，因為截至2022年7月28日，公司美國存托股票（ADS）的平均收盤價低于在連續30個交易日內每份ADS超過1.00美元。[2023/2/2 11:43:34]

再舉一個更加貼近生活的例子，在傳統的金融系統里，A向B轉賬了一筆錢，這個行為會被保存在銀行數據庫里，交易數據的真實性由銀行這樣的傳統機構保證，以他們的記錄為準。

風語筑與螞蟻集團旗下鯨探平臺簽約:金色財經報道，風語筑與螞蟻集團旗下的鯨探數字藏品平臺進行簽約合作。此次合作，雙方將憑借各自在數字科技應用領域的沉淀以及在元宇宙領域的先發優勢，結合數字藏品的設計、建模、展示與交互，在虛擬展館及VR/AR交互等領域開展業務布局、研發投入和實踐落地。雙方將圍繞鯨探平臺元宇宙空間「鯨探展館」，在3D虛擬建筑的建設、業務協同與商業化應用等方面展開深度合作，推動傳統文化IP、非遺、城市記憶與數字藏品行業融合發展，踐行國家文化數字化戰略。(金十)[2023/1/10 11:04:11]

但是在比特幣這種“去中心化”的區塊鏈系統中，可能有的節點記錄了A向B轉賬的事情，有的節點沒有記錄，那到底有沒有轉賬這回事？以誰的記錄為準？

公鏈Sei發布白皮書：引入Twin-Turbo共識和并行化Cosmos鏈:10月28日消息，公鏈Sei Network發布白皮書，并表示“在協議級別，Sei利用Twin-Turbo共識和并行化來提高性能。Sei還擁有一個本地訂單匹配引擎，以及進行重大的協議改進，以推動Tendermint Core達到速度極限。”

白皮書指出，Sei Network引入Twin-Turbo共識，以顯著改善區塊構建和處理時間。Sei Network也是第一個并行化Cosmos鏈，這允許同時處理獨立交易，改善整體吞吐量和延遲問題。

據此前報道，今年8月，Sei Labs完成500萬美元種子輪融資，Multicoin Capital領投，Coinbase Ventures、GSR、Flow Traders、Hudson River Trading、Delphi Digital、Tangent等參投。[2022/10/28 11:51:55]

很明顯，在上述兩種情況下，通過一個合適的共識機制，讓整個系統能做出統一的決定非常重要。

因此，在區塊鏈的世界里，不同的節點通過預設共識算法最終達到數據的一致性，這其實就是一種通用性規則，每個人只要按照這個規則參與運行，結果即可得到其他人的認可。

“拜占庭容錯共識算法”與拜占庭有何關系？

在實際運行中，共識算法并非無懈可擊。來自各方的挑戰經常會影響共識的達成，其中最大的挑戰還是源自“信任問題”。

1982年，圖靈獎獲得者萊斯利·蘭伯特等在論文中提出了這樣一個可能令共識算法失靈的情況假設，即“拜占庭將軍問題”。

什么是“拜占庭將軍問題”？

由此可見，拜占庭容錯共識算法是由拜占庭將軍問題衍生出來的共識算法，其目的是要解決在非信任環境下，如何達成共識。

類似的故事在中國的歷史上更為普遍，例如戰國時期的“合縱連橫”：秦國的勢力不斷強大，成為其他六國的共同威脅，于是六國“合縱”，合力抵抗強秦。與此同時，秦國也通過“連橫”分別與六國聯盟，目的是破壞六國間的“合縱”，以便孤立各國，各個擊破。

在上述背景下，無論秦國還是其他六國，均面臨所謂的“拜占庭將軍問題”——既要聯合作戰，又要防范自己被滅。那時候的古人往往通過人質或聯姻等手段建立信任，而在區塊鏈的語境中，類似的問題可以由“拜占庭容錯共識算法”來解決。

因此，作為區塊鏈的關鍵核心技術，“拜占庭容錯共識算法”是確保區塊鏈安全可靠運行、提升區塊鏈擴展能力和運行性能的核心算法，具有運行性能高、資源消耗低、易于部署等特點，得到工業界的青睞，廣泛應用于中外區塊鏈系統中。

“小飛象算法”有何過人之處？

此次研究成果主要完成人張振峰研究員在接受采訪時表示，如何設計高效的異步“拜占庭容錯共識算法”，這是密碼學和分布式計算領域的著名難題。自20世紀80年代起，包括多位圖靈獎得主在內的眾多國際著名學者先后對這一難題進行探索，2016年提出的“蜜獾算法”(HoneyBadgerBFT)是第一個接近實用的異步共識算法，已被應用于區塊鏈平臺。

張振峰指出，為設計完全實用的異步共識算法，中科院軟件所于2015年開展“小飛象算法”研究工作，該算法以獨到視角對“蜜獾算法”進行分析，揭示其性能受限的根源是大量隨機化子模塊調用導致的運行時間增加，提出全新的可證明可靠廣播原語，通過密碼學“證明”保證了交易廣播的正確完成，并給出基于門限數字簽名技術的高效構造方法，通過一種創新性的多值拜占庭共識應用，將對交易的共識轉換為對“證明”的共識，使“小飛象算法”在容忍1/3的惡意節點的同時，突破異步共識算法在性能上的設計挑戰。

目前，在遍布全球四大洲的100個共識節點的測試網絡中，“小飛象算法”的確認延遲時間為24秒、不到“蜜獾算法”的1/20，交易吞吐量為每秒近1.8萬筆、是“蜜獾算法”的9倍多。

張振峰還表示，聯合團隊完成“小飛象算法”的創造性突破，不僅解決了異步共識算法設計的理論難題，而且在性能上大幅提升并全面超越當前工業界采用的“蜜獾算法”，從而成為國際首個完全實用的異步共識算法。這項研究成果，可為中國區塊鏈基礎設施建設提供強安全、高性能、可擴展的新一代核心技術。

來源：金色財經

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