比特币子链共识的权益证明(PoS)算法


尽管比特币区块链最重要的用途是记录加密货币的传输,但比特币交易也可以承载几个字节的数据。智能合约是建立在比特币区块链的基础之上,利用这一功能能够以无法篡改的方式存储交易的历史记录。与智能合约相关的交易顺序会导致形成一种比特币区块链的子链,这在大多数情况下并不会干扰其中记录的交易记录。而且据称,在子链反映了执行智能合约的合法进程时,它也是一致的。但关键问题在于如何使对手方无法通过打破其子链的一致性来破坏智能合约的执行过程。目前可用的方法中要么假设子链几乎总是一致的,要么就对于它们的安全性保证过于薄弱(例如,它们容易受到Sybil攻击)。

来自意大利卡利亚里大学的一组开发人员近日发表了一篇论文提出一种共识协议,该协议基于权益证明(PoS)算法,奖励节点一致地扩展子链。他们假设性地评估了所提议的协议的安全性,并且证明了他们提出的协议如何成为在比特币区块链中使用智能合约的基础。

比特币子链共识的权益证明(PoS)算法

协议概述:

考虑由一组彼此互不信任的节点(N,N',......)组成的网络。为与比特币网络中的传统节点区分开,论文作者将其称为“元节点”。元节点将接收希望扩展子链的用户发来的消息。而最终的目标还是让严格遵守协议的诚实用户能够一致地更新子链,同时也惩罚那些试图打破子链一致性的对手方。

为了实现这一点,论文作者提出了一种基于权益证明(PoS)算法的协议。而他们主要依靠的是假设诚实用户赢得的权益必须要大于不诚实用户赢得的权益。元节点需要权益才能对更新请求批准与否进行投票。为了奖励节点对更新请求的投票,用户将向元节点支付一小笔费用,而后当网络接受更新请求时,该节点便可兑换奖励。

该协议以持续时间Δ分阶段进行组织。以下对协议内容进行了概述:

1.当接收到更新请求UR[A:a]时,元节点将检查该更新请求是否一致。如果一致,它将投票赞成该请求,然后将其记录在请求池中。

2.当Δ期满,决定者将在请求池中签署所有形式良好的更新请求。

3.已经由决定者成功签署的所有更新请求将被发送给矿工,以便在区块链中传播。而根据UR的指示,子链上的第i个消息将是第一个要进行挖矿的。

结论:

这提出了一种以安全的方式在子链上建立共识的新型PoS协议。论文中提出的协议可以在比特币的区块链中实施,而且反映出了一种在比特币区块链中安全执行智能合约的极好框架。