HASH:浅谈区块链的核心功能之HonorDecent创新的SPOS共识机制

了解区块链的人都知道,区块链之所以能成为核心技术,与它内在所拥有的一系列特点分不开,其中区块链的共识机制便发挥了重要作用。

目前,我们熟知的区块链共识机制有:1.工作量证明(ProofofWork简称POW),数字货币大佬比特币和以太坊都是基于POW的共识机制;2.权益证明(ProofofStake简称POS),目前有很多数字资产用pow发行新币;3.拜占庭算法。除以上三种外,常见的还有委托权益证明(DelegatedProofofStake,简称DPOS)、验证池共识机制Pool等等。

HonorDecent主网采用了创新的SPOS即SafePOS共识机制,SPOS的创新及应用主要体现在两个方面。

其一就是通过Ticket选票机制实现POS共识:

HonorDecent通过Ticket实现POS的安全挖矿逻辑。用户使用钱包账户中HDC余额购票,一票对应一个唯一的TicketID,同时拥有一份挖矿权;一个区块只能由一票挖出,实际的挖矿几率各票均分。

非洲银行巨头标准银行正在关注加密货币行业的发展:7月14日消息,非洲银行巨头标准银行(Standard Bank)南非业务首席执行官Lungisa Fuzile表示,该行正在关注加密货币行业的发展,对加密货币市场持谨慎态度。[2023/7/14 10:54:51]

Ticket挖矿流程如下所示:

钱包:定期检查账户中的HDC余额来购票,当满足购票条件后生成一条买票交易发往区块链。

共识:它会一直尝试使用本地持有的票去打包区块,一旦打包成功,是表示对应的Ticket持有人挖矿成功,并获得对应的区块奖励。

智能合约:智能合约会把地址对应的票信息写入到区块链数据库,每一张Ticket都对应有一个唯一的TicketID,也会有一条数据记录在数据库。如果有恶意节点试图分叉HonorDecent,任意行为被系统检测判定为恶意,都可能会被惩罚,每次惩罚会损失20%的资产。挖矿必须以HonorDecent基金会发布的标准钱包进行,篡改挖矿行为,如果被系统自动判定为恶意,都会给矿工造成巨大的损失。

百年扑克牌制造商Bicycle将推出基于BAYC #1227的收藏实物扑克牌:金色财经报道,创立于1885年的百年扑克牌制造商Bicycle宣布将推出一款基于BAYC #1227的收藏实物扑克牌。据Bicycle 及其母公司 Cartamundi Group 透露他们已经于今年六月以 103 ETH 的价格购买了该 BAYC NFT,新推出的收藏实物扑克牌由艺术家 Adrian Valenzuela 创作设计。该公司在公告中透露,Bored Ape #1227 也将出现在明年推出的其他扑克牌产品中,更多细节将在未来几周内公布。(blockchaintimes)[2022/10/20 16:32:03]

HonorDecentPOS共识特点:

相较于POW、POC等共识机制免去了共识共识过程中不必要的资源浪费,如存储浪费、算力浪费等。

智能合约执行1/N的选票逻辑确保了出块的公平公正。

新加坡金融管理局:已取消原则上批准的Hodlnaut执照:金色财经报道,新加坡金融管理局(MAS)周三发布的一份声明证实,该监管机构已取消原则上批准的加密借贷平台 Hodlnaut 数字支付令牌服务许可证。另据新加坡金融管理局发言人在电子邮件中所述:“由于 Hodlnaut 已通知 MAS 打算撤回其许可证申请,MAS 撤销了原则上批准决定,Hodlnaut 将不再是《支付服务法》法案下的豁免实体,而且也不会被允许从事受监管的活动。” 新加坡金融管理局在声明中补充称:“MAS 一直在不断提醒公众,交易加密货币是非常危险的,不仅加密货币价值极不稳定,客户资金也无法受到法律保护。”(dealstreetasia)[2022/8/11 12:16:50]

惩罚机制的设计,确保矿工正向运作,保证主网运行安全。

其二HonorDecent在区块产生中能够产生公平的随机数,保证链上应用随机数调用的安全。

Amber Group任命Benjamin Bai为首席法务官兼全球法律与合规主管:金色财经消息,数字资产平台Amber Group今天宣布任命Benjamin Bai为其首席法务官。作为行业资深人士,Benjamin加入蚂蚁集团,担任副总裁兼首席知识产权(IP)和国际诉讼顾问。Benjamin将提供业务支持的法律和合规指导,并与Amber Group的领导团队及其利益相关者密切合作,以巩固其行业领导地位。(prnewswire)[2022/7/4 1:49:16]

针对游戏等应用场景,在区块链上为了体现公平性,就需要一个不能被预测的随机数来保证公平公正。

目前的区块链大体有如下实现方案:

(1)合约中调用外部中心化的随机数发生器获取随机数;

(2)使用区块hash中的某些值作为随机数。

但是这两种方案都有非常明显的弊端,原因在于:

Cake DeFi资产管理规模超过10亿美元,承诺投资100万美元支持ESG倡议:据官方消息,新加坡DeFi平台Cake DeFi宣布,截至2022年第一季度末,其已向客户支付超过3.17亿美元的奖励。自2019年成立以来,其业务继续保持强劲增长,季度环比平均增长近90%。Cake DeFi平台拥有近100万名注册用户,管理的客户资产规模超过10亿美元。

Cake DeFi还宣布,公司将进一步承诺向环境、社会和治理(ESG)倡议提供100万美元资金,以支持可持续的DeFi生态系统以及当地CSR项目的发展。

据此前报道,Cake DeFi推出1亿美元的风投部门CDV,将专注于Web3、元宇宙、NFT等领域。[2022/6/7 4:09:08]

(1)区块链多节点之间智能合约执行结果是要求强一致的,如果合约从外部读取数据,是很有可能获取到不同结果的,进而导致分叉。

(2)区块的哈希可以被控制,导致随机数被控制。由于一些区块链系统没有提供很好的随机数算法,所以很多DApp开发者会自己封装自认为完美的随机数算法导致随机数被预知。

针对以上两个弊端,HonorDecent实现了在随机数上的优化:

HonorDecent在原来的随机数基础上引入了VRF可验证随机函数逻辑,使得随机性进一步增强,以下是具体实现逻辑:

首先,用户使用钱包账户中的HDC购票,3000HDC对应一票。

钱包同时生成一个randNum,哈希过后再结合钱包挖矿地址的私钥,票对应的index等元素再做两次哈希,得到一个公开哈希参数:pubHash=hash(hash(privateKey:index:hash(randNum)))

然后,新购买的票中包含这个pubHash以及randNum并存入区块链,这张票有12小时的成熟期,过了12小时才可以参与挖矿;接着共识算法从区块链中找到已经成熟的票开始打包。

由于共识打包区块操作只在节点本地执行,所以它可以读取本地存储的私钥,算出一个私密哈希并将这个参数放入到挖矿交易中:

privHash=hash(privateKey:index:hash(randNum))

最后,智能合约收到挖矿交易,对比hash(privHash)和pubHash的值,两者一致挖矿交易成功,对应的节点获得挖矿奖励,否则挖矿交易执行失败。

VRF关键术语

SK,PK:VRF中使用的公私钥对,SK为私钥,PK为公钥

M:输入数据

R:VRF哈希输出

P:VRF证明

Prover:证明者,拥有VRF公私钥PK和SK

Verifier:验证者,拥有VRF中的公钥PK

函数组

包括四个函数,分为两类

生成函数

R=VRF_Hash(SK,M)

P=VRF_Proof(SK,M)

验证函数

R=VRF_P2H(P)

VRF_Verify(PK,M,P)

VRF使用流程

(1)证明者生成一对密钥,PK和SK

(2)证明者计算R=VRF_Hash,P=VRF_Proof

(3)证明者把R,P,PK,M递交给验证者

(4)验证者计算,满足VRF_P2H(P)=R并且VRF_Verify(PK,M,P)=True,即验证通过,否则验证不通过

HDC使用VRF实现随机性的流程

(1)SK对应挖矿节点账户的私钥,PK对应挖矿节点账户的公钥。

(2)在2019年HDC升级分叉的那个高度,挖矿节点先读取前一个区块中存储的privHash作为输入M,并通过VRF生成函数分别计算出R和P。

(3)挖矿节点将R和P写入挖矿交易中,打包进区块并广播。

(4)所有节点收到区块,在智能合约中通过VRF验证函数来验证正确性(满足VRF_P2H(P)=R并且VRF_Verify(PK,M,P)=True即验证通过,否则验证不通)

(5)再往后的区块,读取前一个区块中存储的R作为输入M来计算R和P。

(6)可以看出,当前区块引入的随机数,都需要依赖于上一个区块的随机值R,随机值更不容易被控制,随机性大大增强。因此,SPOS共识的实现结合了随机数,由于一般情况下是无法预测其它节点的共识信息,所以也无法获取到它的共识随机数。并且系统设定私密哈希不能提前泄露,就算有恶意矿工自己提前暴露,它对应的票也会被作废,同时本金会被冻结较长时间。再加上系统设定票需要经过12小时的成熟期后才可以参与挖矿,以及在共识逻辑中引入VRF可验证随机函数的实现,每一个区块的随机值都依赖于上一个区块的随机数R,随机性进一步增强。

这些条件组合起来,系统的随机数几乎是无法被操控的。这样当开发者实现的DApp中需要保证公平随机时,就可以直接使用系统提供的这个安全的随机数了。

来源:金色财经

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