以区块链技术中拜占庭容错算法引出的场景

知识
  • 和数软件
  • 2018-09-18 17:58

PBFT:Fabric使用的经典算法(拜占庭容错)这是一种基于消息传递的一致性算法,算法经过三个阶段达成一致性,这些阶段可能因为失败而重复进行。

和数软件区块链技术公司谈拜占庭容错算法之一

假设节点总数为3f+1,f为拜占庭错误节点:1. 当节点发现leader作恶时,通过算法选举其他的replica为leader;2. leader通过pre-prepare (第一个协议阶段)消息把它选择的 value广播给其他replica节点,其他的replica节点如果接受则发送 prepare(第二个协议阶段),如果失败则不发送;3. 一旦2f个节点接受prepare消息,则节点发送commit(第三个协议阶段)消息;4. 当2f+1个节点接受commit消息后,代表该value值被确定 如0为leader,同时节点3为fault节点,该节点不响应和发出任何消息。最终节点状态达到commited时,表示该轮共识成功达成。注:预准备阶段(pre-prepare): 主节点分配一个序列号n给收到的请求,然后向所有备份节点群发预准备消息,预准备消息的格式为<,m>,这里v是视图编号,m是客户端发送的请求消息,d是请求消息m的摘要。,v,n,d>准备阶段(prepare): 如果备份节点i接受了预准备消息<,m>,则进入准备阶段。在准备阶段的同时,该节点向所有副本节点发送准备消息,并且将预准备消息和准备消息写入自己的消息日志。如果看预准备消息不顺眼,就什么都不做。,v,n,d,i>,v,n,d>确认阶段(commit): 当(m,v,n,i)条件为真的时候,副本i将向其他副本节点广播,于是就进入了确认阶段。,v,n,d(m),i>优点:上述其他算法都脱离不了币的存在,币的存在及它的奖励机制会让区块链这一单一的世界穷者更穷,富者更富。 共识效率高,可实现高频交易。缺点:当系统只剩下33%的节点运行时,系统会停止运行。非拜占庭容错的共识机制即不考虑有恶意节点的情况,人们考虑到1990 年由 Leslie Lamport 提出的 Paxos 共识算法,在工程角度实现了一种最大化保障分布式系统一致性(存在极小的概率无法实现一致)的机制。以拜占庭容错的共识机制引出我们今天要说的主题。

在经济不怎么景气的今年,没出现多少新风口,相比之下,区块链是持续全年的热点,虽然现在与年初的凌晨三点夜不眠的热度已经不可同日而语,但不断有区块链产品问世、多个公链上线、多个领域联盟链应用上线还是在表明,区块链的热度还是维持在较高的程度上。

区块链技术常被人拿来与大数据、云计算、人工智能一起并列,作为提升经济效率的关键性技术,但与其他三大技术相比,区块链盛名之下其实难以确定,到现在为止没有在实体经济领域的大规模商用,业界落地区块链应用的案例虽然多,但都是试验性测试的性质,想看看区块链技术在应用中存在哪些问题,并探索去改善存在的问题。真正获得大量使用的区块链应用非常少。运行在链上的经济业务相比于经济总量而言,可以说微不足道。究其原因,一方面是区块链的技术能力距离大规模商用还有很远的距离,交易承载能力不足,系统的稳定性也有很大缺憾,隐私保护还不能让用户放心,智能合约技术的实用性差,跨链、侧链技术都还在早期,这使得区块链技术还很不完备;另一方面,区块链经济的模式还没有形成,导致商业逻辑还不明确。例如,通证经济如何设计,既能实现对生态内主体的充分激励,又能做到在应对监管方面合规。再比如,现在的区块链应用相对于传统应用模式,还没有显现出足够的优势,这样区块链应用的必要性又在哪里,等等。不过区块链的应用落地也并非毫无根基,区块链的信息实时同步、多节点存储信息、数据加密等特性,对于需要构建信任的行业而言可谓击中痛点,因此将区块链应用于实际业务的探索一直不断涌现。只不过应用还在探索期,大规模铺开尚需时日。

大规模应用有点远,但大家都不想错过区块链

在供应链金融、资产证券化、跨境支付、信用管理、联合贷款过程中的资金对账、家族信托、各行业的积分管理、保险产品运营、票据管理、物联网、医疗、交通、能源、版权管理、产品溯源、数字身份、游戏、社交,等等领域的一个共同特点是,存在多方参与,彼此之间信息不透明,需要通过信息实时同步来消除或者减弱信息不对称,从而达成共识;业务流程也比较长,使用传统方式,信息同步很慢;由于以上原因,导致信用成本以及达成共识的成本很高,从而拉高了交易成本。采用了区块链技术,可以将交易信息在全网广播,可以防止交易篡改,可以在参与主体的范围内促进共识的达成,因此多个领域在进行应用尝试。现在很多大公司都已经或多或少地有了区块链的探索,从银行,到BAT、华为、平安,到京东、网易这样的互联网巨头,再到传统行业里的企业,都有尝试,虽然距离核心业务跑在区块链上还很远,但第一步已经迈出。大家应用区块链的具体方式各不相同,从推广应用的方式看,当下区块链服务于实体经济,可以分为两种基本思路,即提供解决方案的思路,和做技术与应用平台的思路。技术范儿的公司更偏爱做区块链技术与应用平台一种推广区块链应用的模式是打造技术与应用的平台。平台打造底层技术,提供开发环境与开发工具,开放接口,对区块链底层协议进行封装后,让开发者能够快速建立属于自己的联盟链或者私有链。在技术开放平台的基础上,有些平台还提供用户导入、应用环境、激励机制等,方便具体应用运行起来。

例如,和数软件近期宣布,基于自身的区块链技术积累,依托于和数软件区块链研发团队的技术支持,重量推出和数家佳保矿机二代、UTON(UTON二代)硬件钱包、UTON ATM兑换机等产品。

以UTON硬件钱包为例,UTON II是一款基于Ubuntu系统+HD密钥生成技术打造最可靠的数字钱包。在底层系统方面,所采用的Ubuntu系统是一个由全球化的专业开发团队(Canonical Ltd)打造的,以桌面应用为主的开源GNU/Linux操作系统,Ubuntu所有系统相关的任务均需使用Sudo指令是它的一大特色, 这种方式比传统的以系统管理员账号进行管理工作的方式更为安全,因此也奠定了UTON II的安全性。在外观上,拥有4.02寸OLED高清显示屏,还有超舒适真皮后盖,兼具防滑和抗摔功能,采用一体铝合金+喷砂+阳极氧化工艺,时尚大气,潮流设计,质量上乘。在HD密钥生成技术上,让私钥种子层层加密,物理隔绝永不触网,彻底杜绝私钥被网络黑客窃取的风险。采用冷热端分离技术,冷端构建交易和签名,热端联网广播交易,为您的数字资产安全又加一层防护锁。设置有多重密码,包括种子密码、支付密码等全方位构筑账户安全;以及多重签名认证,让多方共同管理资产,多一份放心。硬件钱包存储私钥,若丢失或被盗只需要使用设备初始化期间提供的12个助记词即可在UTON系列钱包恢复帐号,将再次安全地管理您的加密资产。

目前可管理30种以上优质数字资产,后续,还将不断迭代更新,系统语言支持中、美、日、韩四国语言。

除了区块链技术硬件,和数软件还搭建了Laikelib区块链底层架构系统,从而搞活应用生态。这样,在Laikelib中就形成了技术平台结合应用平台,区块链开发者可以基于技术平台开发自己的应用,还可以把应用放到平台上,利用平台的用户流量与激励机制,把应用真正做起来,搭建起自己的业务体系与小生态。近日,国产武侠游戏里程碑之作《逆水寒》与网易星球合作,协作开发区块链技术,解决了在应对游戏多维度服务器中并行交易与交叉交易的庞大计算体量的同时提升交易速度的难题。这是网易星球的区块链技术赋能。此外,双方合作共同研究未来的游戏形态,探索未来游戏行业的协作模式。除了和数软件,腾讯、百度也都推出了BaaS平台,万向区块链也推出了万云BaaS,今年3月初,蚂蚁金服区块链团队成员称,将打造区块链BaaS平台,整个阿里内部包括蚂蚁金服内部,已经有一些场景在排队。由此可见,技术类公司似乎更偏爱做平台的模式。这种技术与应用开放平台的模式,是一种提供基础设施、简化区块链技术开发流程、降低开发难度,并提供应用环境,让众多开发者参与进来共同打造生态的模式。如果基础设施做的足够好,可以更快地把区块链应用落地,提高区块链应用推广的效率,这种方式显然比为客户一家一家地做定制化解决方案要有效率,能更快地促进区块链的落地,让区块链不再是空中楼阁。不过区块链的开放平台要打造好,对技术、用户运营能力都提出来很高要求,门槛不低,毕竟平台不是谁都能搭建起来的。当然,平台模式也存在一些固有问题,例如,如何在平台方与开发者之间建立起大家都能接受的、可持续的利益分配机制,是个难题。大的平台式电商就存在着商家获取流量越来越贵、平台靠广告赚得盆满钵满的现象,核心就是没做好平台与商户的利益分配,导致平台生态存在发展隐忧。区块链的技术与应用平台也可能出现这样的问题,平台做大后怎么支持不同的应用,怎么获取合理的利益,都还是需要继续探索的问题。不过问题都是用来被解决的,任何模式也都是在不断解决问题的基础上,一步步变得完善、稳固。尤其是平台模式,都是在发展中不断完善技术与规则,达到平台各方的共赢。


来源:和数软件作者:摘编编辑:gageerun

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