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100内的勾股数vb什么算法,【技术教程】Ontology(本体)区块链新时代:第二节——VBFT算法共识

互联网 2020-10-22 11:21:45
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基于可验证随机函数(VRF)的新一代共识机制VBFT

2018年3月30日,本体完成了第一批项目在GitHub上开源。作为新一代基础性公有链平台,本体也将推出全新基于可验证随机函数(VRF)的共识算法VBFT。

以下我们将为您介绍本体最新的共识网络架构及其VBFT共识算法:

VBFT是一个结合PoS、VRF(Verifiable Random Function)和BFT的全新共识算法,是OCE (Ontology Consensus Engine)的核心共识算法。VBFT支持共识群体的规模性扩展,通过VRF保障了共识群体生成的随机性和公平性,同时保证快速地达到状态终局性。VBFT算法也将在GitHub上开源。Ontology的核心网络主要由两部分组成:共识网络

共识网络由所有共识节点组成,负责对Ontology网络中事务请求进行共识,生成区块,维护一致性账本,并将共识后区块分发到同步节点网络中 。

共识候选网络

候选网络中的节点不参与共识,但保持与共识网络的同步状态,实时将最新的共识区块更新到自己维护的账本中。候选网络也对共识网络进行监控,监控共识网络状态,对共识区块进行验证,并协助管理Ontology网络。

共识网络的规模通过共识管理合约进行管理。共识网络中的每个节点都由其节点管理人锁定对应的StakeOntology共识网络的构建

Ontology共识网络是由Ontology共识管理合约构建的,共识管理合约永久性在Ontology网络中运行,且定期更新共识网络中节点列表,更新共识网络中VBFT算法的配置参数。

在VBFT算法参数中,一个重要的参数为共识网络节点的PoS表。VBFT运行过程中,所有节点根据当前的共识PoS表,随机选择每一轮参与共识的节点,由随机选择的节点完成对应轮的共识工作。

VBFT算法概述

VBFT算法可以认为是传统BFT算法在可验证随机方向的一个改进。在VBFT算法中,首先基于VRF在共识网络中依次选择出一轮共识的备选区块提案节点集,区块验证节点集和区块确认节点集,然后由选出的节点集完成共识。

由于VRF引入的随机性,每轮区块的备选提案节点/验证节点/确认节点都不相同,而且难以预测,从而极大提高共识算法的抗攻击性。

VBFT算法可以概述如下:

VBFT的每轮共识中,

根据VRF从共识网络中选择备选提案节点,各个备选节点将独立提出备选区块;根据VRF从共识网络中选择多个验证节点,每个验证节点将从网络中收集备选的区块,进行验证,然后对最高优先级的备选区块进行投票;根据VRF从共识网络中选择多个确认节点,对上述验证节点的投票结果进行统计验证,并确定出最终的共识结果。所有节点都将接收确认节点的共识结果,并在一轮共识确认后开启新的共识。VBFT的VRF

当前VBFT算法中的每一轮区块的VRF值都是由前一轮共识区块所确定的。具体算法是从上一个区块中的提取易变信息,然后计算哈希,生成的1024位的 哈希值,将此哈希值作为下一个区块的VRF值 。

VBFT的Peer Choice

VBFT算法以上一轮共识后的可验证随机值为索引,在PoS表中选择节点参与新一轮的共识,由于PoS表的生成兼顾了节点所属人的PoS信息和整个共识网络的整体治理策略,虽然VRF值本身可以假设为均匀分布的随机值,VBFT的随机节点选择依然是服从Ontology的共识网络管理策略。

由于一个区块生成的VRF值是可验证的,在不发生区块分叉的情况下所有节点对于同一高度区块的VRF也将是一致的。VBFT算法中基于VRF在PoS表中选择节点是顺序进行,因此每个VRF值都确定了一个备选提案节点的顺序,此随机选择的节点顺序也是共识一致的。

VBFT的fork choice

Ontology作为一个公有链,运行在公有网络之中,必然面临着公有网络中的故障和恶意攻击。虽然VBFT共识算法通过随机方法选择节点参与共识,已经很大提高网络攻击的难度,但在发生网络隔离时依然面临着分叉的风险。

在前面一节介绍过每一个区块的VRF将可以确定一种节点排序顺序,在VBFT进行fork choice时,VBFT将节点的排序顺序定义为节点的优先级顺序,然后基于此优先级顺序可以计算每个fork分叉的优先级权重,每个节点根据各个分叉的优先级权重选择合适的分叉。

由于每个区块都是由VRF确定节点的优先级顺序,对于恶意产生的分叉,很难或者说不可能持续维持自己的高优先级,因此恶意产生的分叉将很快消亡。也因此,VBFT算法也提供了快速的状态终局性 。

VBFT的auto configuration

为维护Ontology共识网络的网络质量,Ontology共识管理合约将定期自动更新共识网络中的节点列表。在发生网络风险时,共识管理合约也支持通过基于Stake的投票,强制更新共识网络中的节点列表。

一个新的节点在获得更多Stake,并且确认满足共识网络的节点性能需求后,将在下一次共识网络更新时被加入共识网络。

共识网络自动更新的时间是以区块为单位。每一次更新的共识网络在完成给定数目的区块共识后,下一个区块的备选提案节点必须构建一个共识管理合约执行事务,并将其作为区块中第一个事务打包到提案区块中;对应的共识验证节点和确认节点也将以此验证提案区块的有效性。

在包含共识管理合约事务的区块完成共识后,每个节点将自动执行共识管理合约,更新共识节点列表,至此完成共识节点列表的更新。

性能对比

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更多信息请关注本体官方网站或本体官方微信号:

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