網上有很多關于如果pos機自動重啟,康奈爾大學Sleepy Model PoS共識機制詳解的知識，也有很多人為大家解答關于如果pos機自動重啟的問題，今天pos機之家(m.afbey.com)為大家整理了關于這方面的知識，讓我們一起來看下吧!
本文目錄一覽：
如果pos機自動重啟
雷鋒網AI金融評論按：共識機制是區(qū)塊鏈和分布式計算的基礎。如比特幣采用的PoW（工作量證明）就是一種是讓計算工作完成最出色的節(jié)點獲得系統(tǒng)的數字貨幣獎勵的競爭機制，近年來，PoW共識機制逐步暴露出資源消耗大、運行成本高的問題，一些替代性的方案如PoS也被提出并引起了學術界的極大興趣。例如康奈爾大學IC3（Initiative for Cryptocurrency and Contracts，虛擬貨幣及合同倡議）項目的Co-Director 石潤婷教授(Elaine Shi)等在2017年提出了基于Sleepy Model的PoS共識，并對其進行了形式化描述和安全性分析。
與我們熟悉的各種加密貨幣的共識機制不同，Sleepy Model的提出旨在解決今天的互聯(lián)網規(guī)模、數百萬計甚至更多節(jié)點的情況下，如何保持系統(tǒng)的魯棒性同時又保持系統(tǒng)效率的問題。石潤婷教授認為，雖然區(qū)塊鏈技術在虛擬貨幣得到了成功的應用，目前通用的共識機制不適合于推廣到互聯(lián)網級別規(guī)模，互聯(lián)網規(guī)模的分布式系統(tǒng)需要新的理論框架，也需要可驗證的安全協(xié)議以及實施方案，這也是讓區(qū)塊鏈技術從虛擬貨幣走向更廣闊應用的一個關鍵點。
背景在計算機科學中，為了解決計算機單機性能不足，某些應用中需要更大的存儲、更強的計算能力的需求，有研究者將一組電腦連接起來，彼此進行交互以實現一個共同的目標，通過網絡相互連接傳遞消息與通信后并協(xié)調它們的行為，這也是“分布式計算”的由來。
隨著摩爾定律碰到瓶頸，越來越多的系統(tǒng)要依靠分布式集群架構來實現海量數據處理和可擴展計算能力。而區(qū)塊鏈正是為了解決各個節(jié)點互不信任，又需要協(xié)同工作而產生的，與一般的分布式系統(tǒng)不同的是，一般的分布式系統(tǒng)通過一個共同的中心來實現相互信任，而區(qū)塊鏈中的各節(jié)點是通過共識機制而實現相互信任，可以說，共識機制是區(qū)塊鏈與分布式計算的基礎。
關于分布式計算的文獻以及密碼學文獻通常會考慮兩種類型的參與者：誠實的和非誠實的。然后會分析上述彈性屬性，假設對誠實參與者的比例下限。對于通常部署共識協(xié)議的傳統(tǒng)環(huán)境如Google Wallet等應用程序，其中節(jié)點的數量大約是十幾個，而在大規(guī)模的共識協(xié)議（雷鋒網注：例如區(qū)塊鏈協(xié)議）中，不僅用戶數量大幅增加，同時達成共識也更為復雜，已有的共識機制不能很好的符合魯棒性的要求。
在Real World Crypto 2017安全大會上，石潤婷教授首次對基于Sleepy Model的PoS共識機制進行了解釋，雷鋒網結合論文進行了節(jié)略改編：
“互聯(lián)網規(guī)?！钡墓沧R機制我在這里想和大家討論互聯(lián)網規(guī)模的共識機制。你們有人可能會記得，去年八月有一天，達美航空的系統(tǒng)完全癱瘓，你無法預訂機票，所有航班也被取消，這是因為達美的計算基礎設施出現了鼓掌。類似的情況也出現在國家科學基金上，去年七月的時候也發(fā)生了系統(tǒng)宕機，你不得不繼續(xù)等待。好吧，如果我不能飛這我還能忍受，但如果不能做科研，那我要說這就太讓我傷心了。
我們關注兩點：可復制性、魯棒性。在計算機科學中，這被稱為分布式系統(tǒng)，這一領域已經有了近30年的研究。在分布式系統(tǒng)中有一個非常重要的抽象概念，我們稱之為“狀態(tài)機復制”，這也被稱之為“線性”或者“共識機制”。
那么什么是狀態(tài)機復制呢？這里有一個應用場景：拿Google Wallet來講，Google可能考慮將其服務器進行備份。你自然不會希望你放在Google那里的錢遭受損失，所以備份是一個好主意。當某個服務器出現問題，在所有這些服務器上會存有線性排序的日志，我們會關注兩個安全屬性：一致性、活躍度。一致性指的是所有誠實的服務器節(jié)點都同意這些交易日志，活躍度指的是，如果一個客戶提交了一筆交易，那么這筆交易需要很快被記錄在所有服務器中。
問他是：如果某些服務器安全受到了威脅呢？有問題的服務器會背叛其他服務器，這個問題非常重要。當我們討論共識問題，通常來講，這些服務器從屬于一個團體，我們可以認為這些服務器是相互信任的。今天我們?yōu)槭裁凑J為比特幣令人激動，是因為比特幣開啟了分布式計算的新的篇章，其提出的分布式共識令人驚嘆，也使得互聯(lián)網規(guī)模的共識存在可能。
然而我們知道，互聯(lián)網存在著數百萬計甚至更多的節(jié)點，這些節(jié)點節(jié)點可能不一定在線，有的在線，有的不在線，要形成共識有很多不可預測的情況。同時每個節(jié)點都是自私的，因此互相不信任，這也給“互聯(lián)網規(guī)?！钡墓沧R機制提出了新的挑戰(zhàn)。
我和虛擬貨幣圈的很多人有過交流，他們或多或少認為目前的共識機制或多或少地無法適應互聯(lián)網級別規(guī)模，原因在于這些共識機制在互聯(lián)網級別的大規(guī)模、復雜狀態(tài)下魯棒性并不好。關于互聯(lián)網規(guī)模共識的魯棒性，這是一個非常大的話題，我在此處不再展開，但我們會從一些基本的問題入手，來解釋什么是魯棒性。
我們剛剛經歷了美國總統(tǒng)大選?？偣灿腥齼|人（節(jié)點），1.6億人亮相（并進行了投票），如果我們希望，如果這些亮相（投票的人）當中有51%是誠實的，否則我們就不能正確預測選舉的結果，這就是一個共識的例子。
這里我們假設一些節(jié)點是在線的，一些節(jié)點是睡眠的。在線意味著這些節(jié)點會主動參與共識協(xié)議，而睡眠節(jié)點可能會從睡眠中恢復，并繼續(xù)加入共識協(xié)議，這就是一個“Sleepy Model”，關于這一模型我們有這樣的額外假設：
作惡節(jié)點無法任意行動（無法偏離基本協(xié)議規(guī)則）；
作惡節(jié)點可以延遲和修改消息；
在線誠實的節(jié)點可以快速接收消息，否則將被視為睡眠節(jié)點；
在這一環(huán)境中，我們提出的一個非常自然的問題是：
當僅有51%的在線節(jié)點誠實，我們能否達成共識？
這當中的3個難點在于：
1）協(xié)議沒有任何在線節(jié)點比例的先驗知識。在線節(jié)點可能是30%，也可能是1%；
2）而且你無法進行假設，有可能你假設30%在線節(jié)點參與協(xié)議，但實際只有1%參與協(xié)議，而這99%的沉睡節(jié)點不會影響1%的在線節(jié)點的共識結果；
3）另一種情況是，而在此過程中，會有“沉睡”節(jié)點醒來，他們將受到所有之前待處理的信息，參與到共識投票中，隨之而來的安全問題。
經典共識協(xié)議的失效我們研究的結論可能令你吃驚：甚至在99%的在線節(jié)點誠實的情況下，目前所有的經典共識協(xié)議都無法在這樣的場景中順利運行。我來簡單解釋一下，經典共識協(xié)議可以分為兩類，即同步共識協(xié)議和非同步共識協(xié)議，在同步協(xié)議中可以立即接收信息，而非同步協(xié)議中，作惡者可以隨意的修改信息和延遲發(fā)出。為什么在同步協(xié)議中會失效呢？原因很簡單，因為一直在線的節(jié)點按順序接收信息，而在“Sleep Model”中，我們允許睡眠節(jié)點在蘇醒后接收信息。而信息的延遲存在著不確定性。
那么，為什么非同步協(xié)議也會失效呢？原因在于在非同步協(xié)議中，睡眠節(jié)點將會被視為作惡節(jié)點。假設某個協(xié)議可以在已知數量情況下允許1/3作惡者存在，但如果有99%節(jié)點為沉睡節(jié)點，那么這些節(jié)點被視為作惡節(jié)點，這樣你無法得到足夠選票達成共識。
我們說比特幣的中本聰區(qū)塊鏈（PoW模式）具有魯棒性，這有兩方面含義：好處是，中本聰區(qū)塊鏈在大多數在線節(jié)點誠實時可以達成共識；但缺點是：能耗太高。今日用于比特幣挖礦的電力高達1.5GW，比美國最大的核電站發(fā)電量或者美國10%的太陽能發(fā)電量都要大。
我們是否可以在達到中本聰區(qū)塊鏈的魯棒性的同時，又免于支付高額代價？辦法是：保留中本聰的區(qū)塊鏈結構，但去除PoW共識；其中的挑戰(zhàn)在于，在達到這一點的同時保證安全性？
我來簡單解釋區(qū)塊鏈的機制。中本聰區(qū)塊鏈將前一個塊數據和交易，進行hash，為什么PoW耗費資源？因為哈希函數具有隨機性，為了找到適合的解，必須嘗試各種隨機數求解，而誠實節(jié)點只相信“最長的鏈”，如果某個作惡節(jié)點想要否定某筆交易雙花，他需要獲得大部分哈希算力來保證其提交的塊結果被接受。
我們可以將PoW視為“領導人選舉”，如果你提出一個正確的解，你就是具備下一個塊的出塊權并提交交易。我們的想法是：是否可以限定解法的范圍，從而達到降低資源浪費的效果？
基于Sleepy Model的PoS共識機制讓我們考慮一個簡單的“允許協(xié)議”，這意味著我們知道哪些節(jié)點參與協(xié)議、每個節(jié)點都知道其他節(jié)點的公鑰，稍后我會講，如何在PoS下無需允許達成共識。假設所有節(jié)點有一個一周的同步期，在每一個時間周期，Dan將他的名字、當前時間結果一同計算哈希值，如果小于難度系數，那么Dan將會被選為出塊者，并收集信息出塊，其他人可以檢查Dan是否是正確的出塊者，以及通過公鑰驗證這一區(qū)塊是否由Dan簽署。
問題在于：這個協(xié)議是否足夠安全？在這一模式下，作惡者的收益更大：當誠實的節(jié)點當選，他會出一個塊，當作惡者當選，他會出很多塊，以及挖未來的塊。因此我們做了進一步修正：
1.）每個塊的時間戳是嚴格遞增的；
2）誠實節(jié)點會拒絕“未來時間區(qū)塊”。
這樣，不誠實節(jié)點就不能為所欲為出塊了。某種意義上這一協(xié)議的安全性得到了保證，但實際上通常不是這樣，因為非誠實節(jié)點仍然可以使用已經選舉的節(jié)點和他們的塊制造出分叉。
為了證明我們的“休眠共識”機制有效，我們仍需要更多的證明。由于時間關系在此我不再展開，詳細內容可以閱讀我們的最新論文，在論文中我們介紹了：1）更詳細的證明；2）更弱的假設；3）更強大的安全模型結果。我認為這一研究對于銀行等聯(lián)盟鏈非常有吸引力，每個銀行成為一個節(jié)點，以去中心化的方式來管理他們的票據，從而實現更快的銀行間結算；至于魯棒性，銀行可以隨時重啟機器進行檢修，而無需與其他銀行進行協(xié)調。
關于互聯(lián)網級別的共識機制，我們意識到有太多的問題比我們所理解的東西更難以理解，我們需要一個新的理論框架對于這些協(xié)議進行分析和推理，同時我們也可能需要安全的協(xié)議設計和實現，這對于加密社區(qū)來說也非常重要，無論從新的加密協(xié)議、或是分布式計算都是如此。另一方面，從理論研究到產生實際影響，這也需要可驗證的安全協(xié)議以及實施方案。謝謝。
相關論文：The Sleepy Model of Consensus 摘要分布式計算及相關密碼學文獻通?？紤]兩種類型的參與者：誠實的玩家和作弊的玩家，然后會分析彈性屬性以假設誠實玩家的比例下限。
按照假設，誠實的玩家不僅被假定遵循規(guī)定的協(xié)議，而且在整個協(xié)議執(zhí)行過程中被假定為在線。而在實際場景中，可能會出現數百萬玩家的“大規(guī)模”共識協(xié)議（例如區(qū)塊鏈協(xié)議），這種假設是不切實際的。在本研究中我們研究分布式協(xié)議，玩家的狀態(tài)可以是在線（警戒）或離線（睡著），他們的在線狀態(tài)可能在協(xié)議期間的任何時候改變。我們希望解決的主要問題是：
我們能否設計出在僅有零星用戶參與下仍然保持彈性的共識協(xié)議？即，在任何給定的點上，都只有極少一部分用戶實際在線參與？
據我們所知，即使我們假設，99％的在線玩家都是誠實的，目前的共識協(xié)議在這種零星參與的狀態(tài)下都會崩潰。
本研究則發(fā)現了上述零星參與情況下仍然可以形成共識的可能性。我們提出了一個基于“Sleepy Mode”（沉睡模式）的共識協(xié)議，該模式彈性假設只有大多數在線玩家是誠實的。我們的協(xié)議依賴于公鑰基礎設施（PKI），一種通用隨機字符串（CRS），并且在Dwork-Naor-Sahai（STOC\'98）的時序模型中被證明是安全的。在該模型中，所有玩家被假定為具有弱同步時鐘（所有時鐘與實時時間的偏差在Δ之內），并且在網絡上發(fā)送的所有消息都在Δ時間內傳送，并且假設存在次指數安全的抗碰撞哈希函數和增強的陷門排列。
一個令人驚訝的發(fā)現是，我們的協(xié)議明顯偏離了分布式共識的標準方法，而我們卻依賴中本聰區(qū)塊鏈協(xié)議背后的關鍵思路（同時不需要POW工作證明）。最后我們最終觀察到，如果大多數在線玩家不誠實，“沉睡共識”是無法實現的。
點此下載閱讀論文全文
以上就是關于如果pos機自動重啟,康奈爾大學Sleepy Model PoS共識機制詳解的知識，后面我們會繼續(xù)為大家整理關于如果pos機自動重啟的知識，希望能夠幫助到大家！
