【独家译文】DPOS共识算法——缺失的白皮书

赵艳

奚海峰，万云首席技术官，曾在IBM担任研究院工程师和高级咨询顾问，在Sempra Commodities （全球大宗商品交易公司集团）担任主管架构师，在Tudor Investment ( 美国排名前20的对冲基金）担任软件开发主管。在美国12年间，荣获了包括“IBM 研究成就奖”在内的多次嘉奖，在一流国际会议和杂志上发表过多篇学术论文，并且持有美国发明专利。

在正常操作模式下，块生产者每3秒钟轮流生成一个块。假设没有人错过自己的轮次，那么这将产生最长链。块生产者在被调度轮次之外的任何时间段出块都是无效的。

离线少数的多重生产

（离线的）少数人可以试图产生无限数量的分叉，但是他们的所有分叉都将比多数人的那条链短，因为少数人在出块速度上注定比多数人来的更慢。

网络完全有可能碎片化，导致没有任何分叉拥有多数块生成者。在这种情况下，最长的链将倒向最大的那个少数群体。当网络连通性恢复时，较小的少数群体会自然切换到最长的那条链，明确的共识将恢复。

最后不可逆块

在网络碎片化的情况下，多个分叉都有可能持续不断增长相当长的时间。长远来看最长的链终将获胜，但观察者需要一种确切的手段来判定一个块是否绝对处于增长最快的那条链。这可以通过观察来自2/3+1多数块生产者的确认来决定。

在下图中，块B已被C和A所确认，这代表了2/3+1多数确认，由此我们可以推断没有其它链会比这个更长 ? 如果2/3的生产者是诚实的。

在缺乏明晰的生产者法定人数这种不太可能的情况下，少数人还是可以继续出块。利益相关方可以在这些块里包括更改投票的交易。这些投票可以选出一组新的生产者，并将出块参与率恢复到100％。一旦如此，少数链将最终超过所有其他以低于100％参与率运行的链。

如果多数生产者变得腐败，那么他们可以产生无限数量的分叉，每个分叉都看起来以2/3多数确认向前走。这种情况下，最后不可逆块算法蜕变为最长链算法。最长链就是为最大多数所批准的那条链，而这将由少数剩下的诚实节点决定。这种行为不会持续很长时间，因为利益相关方最终会投票替换生产者。

当用户为一个交易签名时，他们是在对区块链状态的一定假设下这样做的。这个假设是基于他们对最近几个块的看法。如果最长链的共识发生改变，则潜在会使签名者之前的假设失效。

该过程的一个附带作用是可以抵御试图产生替代链的长期攻击。每个利益相关方在每次交易时都直接对区块链做出确认。随着时间推移，所有的块都是由所有利益相关方确认过的，这在一条伪造链里是无法复制的。

确定性生产者洗牌

说到底，DPOS引人注目的安全性来自于其选择块生产者和验证节点质量的算法。运用赞成投票的过程可以确保一个人即使拥有50％的有效投票权也不能独自挑选哪怕一个生产者。DPOS旨在优化拥有强壮网络连接的诚实节点100％参与（共识过程）的名义条件。这使得DPOS有能力在平均只有1.5秒的时间内以99.9％的确定性确认交易，同时以优雅和可检测的方式降级 ? 从降级中恢复正常也不过是小事一桩。

在BitShares成功运行三年以及在Steem运行一年期间，我们经历了各种各样的网络条件和软件错误。DPOS成功穿行于其间，在处理了比任何其它区块链更多交易的同时持续达成共识，展现了非凡的能力。

英文版原文链接：https://steemit.com/dpos/@danthe ... missing-white-paper

转自公众号 万云Baas