PoS区块链使用VDFs时间锁

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  • 来源:区块链技术网

PoW工作证明是在区块链网络上形成共识的最常见方法。不幸的是,PoW具有不可忽略的能源损耗,同时研究人员一直在寻求可替代的共识机制。每种技术都旨在提高相同级别的安全性,同时降低能源需求。有许多替代的方案,例如股权证明(PoS)通常被认为是平衡权力下放,安全性和效率的最佳协议。

 

在PoS系统中,验证节点将新产生区块加入链中。要成为验证人,必须在系统抵押一定额度的代币。在成为验证人期间,如果您被其他验证人视为行为不端,则系统会有一定的惩罚,削减抵押的代币金额。网络上的任何节点都可以是验证者,但只有一定数量的正式验证者,同时这些验证者是随机选择的。

 

分布式随机性是一个比听起来更难解决的问题。以前的系统模型要求每个节点都要提交一个随机数,在所有网络参与者提交他们的数字后,所有随机数都被连接并哈希,最后该哈希函数的输出是最终的随机数。

 

图1

仔细研究后,很明显最后一个提交数字的人可以恶意地操纵最终输出。如图1所示:随机数生成方,因为Walker是最后一个提交数字的人,他可以预先计算各种哈希值并选择一个数字来操作输出。但是,如果哈希函数花费的时间比最后一个参与者必须提交的时间长,则无法及时评估哈希值,这就是VDF发挥作用的地方。

 

可验证的延迟函数(VDF)是一个强制时间延迟的数学序列函数。然后可以生成一个证明来验证这个时间延迟确实发生了。通过用VDF替换上面的随机数生成方案(图1)中的哈希,可以强制时间延迟,这将不允许Walker过早地评估输出。这解决了恶意行为者的问题,并使数字真正随机。

 

网上有很多资源解释VFD是如何工作的。为了进一步了解,让我拿食物来做类比解释。

 

图2

一个苹果进入VDF烤箱。一段时间后,苹果派就会被烘烤出来。然后将苹果派进行切分(这是证据)。任何人都可以将苹果派切分并确认那些苹果就是苹果派由于制作苹果派需要时间,并且VDF也需要时间来运行,你现在已经证明有人花了一些时间来制作苹果派。VDF的一个最重要的方面是它们是顺序函数;你不能并行运行并以最短时间获得苹果派。就像购买更多的烤箱也不会更快的获得苹果派

 

这让我想到了一个要点:虽然PoS可以非常安全,但它并不像PoW区块链那样以时间锁定。在PoW中,存在一个难度参系数,它根据网络上的哈希功率动态而变化。这种机制使区块时间保持不变,同时固有地创建了一个时间锁定的链接列表。网络上的新节点知道将最长的链视为真实链。在一个PoS区块链中,只要拥有51%的抵押权力就可以生成一个新的链,这个链可能在几个小时内比真实链更长。如果发生这种情况,新节点将无法确定网络状态。

 

而不是像PoW中那样使用算力作为对抗区块的资源,使用VDF来对抗区块。要对PoS区块链进行时间锁定,您只需通过一个vdf运行已验证块的哈希,并将难度调整到您想要的任何区块时间。为了使此系统正常工作,您只需要一个诚实的节点在线托管VDF。但是理想情况下,您需要运行冗余VDF以确保永远不会低于1一个VDF。

 

图3

这为PoS安全性增加了另一层; 对于历史重写,攻击者现在需要掌握:

 

  1. 51%的抵押能力。

  2. 一个VDF比当前VDF快N倍。

  3. 时间T = B *(Tk / N); B是块高度,Tk是旧VDF执行时间。

是否需要额外安全层的必要性仍有待观察,因为在POS系统中发生51%攻击的可能性极不可能。然而,VDF在分布式系统中的价值和应用还没有实现。在未来几年,VDF将彻底改变区块链空间,使其更高效、更实用,最重要的是:绿色,不耗能源。

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