区块链立法议案 区块链 法律问题

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今天给大家聊到了区块链立法议案,以及区块链 法律问题相关的内容,在此希望可以让网友有所了解,最后记得收藏本站。

这项比特币法案,撕开了美国合法化的口子!

相信最近这段时间区块链立法议案,你已经被日本承认比特币合法化洗脑了。但你知道么区块链立法议案,和比特币天下第一好区块链立法议案的,还有这样一个地方:美国的新罕布什尔州。

据悉,每年七月初,位于该州的曼彻斯特市都会举办比特币玩家见面会,人们可以通过比特币在会上购买任何想买的东西。除此以外,还有许多门店或者公司接受比特币支付。

就在这个比特币玩家的天堂,近期又发生了一件或将成为历史转折点的利好事件。

据悉,一项比特币的保护法案在新罕布什尔州商务委员会听证会上获得支持,法案提议新罕布什尔州虚拟货币用户无需再登记为“货币转移人”。注:该法案三月份已获得该州众议院通过。

提议者表示:这项法案是为了鼓励新罕布什尔州的创新产业发展,该州的《消费者保护法》能在一定程度上规范比特币的使用情况。同时提议者还透露电子商务厅已对该法案表示支持。目前该法案的支持人数远大于反对者,反对的声音主要来自新罕布什尔州银行业委员会,原因是银行不愿意承担这种非自己范围内的金融风险,区块链立法议案他们认为该法案是在帮助虚拟货币产业躲避新罕布什尔州的监管。

简单来说,一旦法案通过,比特币公司将不再受严格的“了解客户”和“反洗钱”规则限制。也就是说,比特币可以在这里变得畅通无阻,再也不受任何约束!

其实该州对比特币的友好态度可以追溯到2014年。自2014年开始,新罕布什尔州就已经成为美国比特币用户基地。在美国所有州当中,新罕布什尔民众拥有最高的可支配收入,另外该州中等收入(71,000美元)人口最多。他们的政府创新意识很强,对选民很负责。

尽管新罕布什尔州被称作“自由之州”,但比特币在这里并不是一帆风顺。

比如,2015年1月份,议会代表曾提出法案,要求向在新罕布什尔州使用比特币的居民征收税款。但是该法案在2016年1月份被否定:在州议会看来,比特币价格的不稳定性会让该州面临汇率风险。

另一个坏消息则跟上文提到的新法案有关。自2016年1月1日起,在新罕布什尔州的比特币卖家会被视为货币传输者,他们必须要得到许可,并在进行这类交易时需要对此进行担保。

因此,无论某人以何种形式使用比特币,他都要成立一家合法的企业,就像西联汇款(Western Union)一样,需要承担各种昂贵的法律成本,并且受到政府的监管。想想就很麻烦,这可比交易手续费繁琐多了。

因此文初提到的新罕布什尔州的议案436(HB436)的出台就是为了反抗这类监管模式。这项议案的关键内容是:虚拟货币是价值的数字表现形式,它们能够用以进行数字交易,主要功能包括交换媒介、记账单位、保值手段。美国联邦政府规定这类货币不具有与法币相同的地位。现免除货币转移方和执照申请规定。RSA 399-G:3第五条修正案:(修改后的规定)适用于全部或部分涉及虚拟货币交易的企业。

当然,比特币法案不停迭代的原因还要归功于比特币底层区块链技术的普及。当前区块链技术已经普及至全世界所有大型机构及公司,这无疑为其首个落地应—比特币铺好了道路。

目前在美国并不是所有州都对比特币用户或企业持开放态度:今年早些时候,Coinbase被迫停止其在夏威夷的业务。新罕布什尔州新法案的落地,必将推动比特币在世界第一经济大国的普及。其更深层次的意义在于它代表着比特币在美国监管上撕开了一道口子,或将对未来美国对待比特币的态度上产生积极的引导作用。

科技部原副部长吴忠泽:必须强化区块链的基础理论研究

吴忠泽表示,虽然区块链的理论技术已经应用了十多年,但是从全球来看,区块链系统所涉及的核心技术还远远没有达到成熟的阶段,是一个初级阶段。因此中国和美欧等发达国家所处的起跑线之间并没有太大的差距,对中国来说是一次赶超的机遇,可以做到并跑,甚至领跑。像一些核心技术,比如共识机制的问题、可编程合约的问题、分布式存储的问题、数字签名的问题、网络安全的问题等,都是需要下功夫去突破的核心技术,甚至有些是“卡脖子”的问题。

吴忠泽认为,目前我国区块链技术正在持续创新,产业生态已经初步形成:从上游的硬件制造、平台服务、安全服务,到下游的产业技术应用服务,再到保障产业发展的行业投融资、媒体、人才服务等,正协同有序推动区块链产业快速发展。

“目前供应链金融、资产证券化、大宗交易、保险等传统金融领域还存在很多痛点:参与节点多、征信成本高、交易流程长、效率较低等,这些可以靠区块链的应用来解决。”吴忠泽说。

对于如何发展区块链,吴忠泽提出六大建议:

一是区块链技术要与新基建紧密结合。目前区块链的行业应用正在逐步地从数字金融领域延伸到实体和服务领域,包括物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域,开始了广泛的 探索 ,而且取得了初步的成效。特别是伴随着新基建快速的推进,区块链将为5G、人工智能、数据中心、工业互联网这样新一代的基础设施融合发展带来新的机遇,而且正在拓展新的应用空间。

二是建立完善区块链创新体系。他认为要建立一种以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的区块链技术创新体系来发挥积极性。

三是加快区块链标准化发展,积极参与国际标准的制定,增强国家在区块链发展中的国际话语权。

四是加强区块链人才建设。吴忠泽表示,到各地区交流时,会发现很多地方的党政领导都很重视区块链技术,都希望有专家去讲解区块链到底是怎么回事。但是因为过去接触的少,另外技术确实比较新,因此在理解上还是存在困难。因此要培养新人才,通过制度创新加强人才队伍建设,建立一个完善的区块链专业人才的培养体系,可以通过院校联合培养、打造培养平台、引进区块链发展急需的领军人才和高水平的创新团队、建立专家咨询机构等的方式,加强区块链专业的指导。

五是要守正创新,建立行业安全保障体系。什么叫守正创新?即注意风险的防范,比如加强行业自律,落实安全责任等。“守正创新非常重要,区块链技术很好,要防止一些浑水摸鱼,借这个机会发大财淘金的事情,把好技术弄坏了。”

六是启动区块链立法进程,从而占据在国际竞赛的制高点。

大家都关注的区块链,法律人如何看

法律作为一种配置社会资源的机制,决定于社会经济发展的客观要求并直接影响着经济运行的全部过程。它能够简化社会关系的复杂程度、节约交易成本,帮助社会成员安全、规范、有序地进行交易。

区块链技术基于法律框架,通过预设自动执行的智能合约使交易信息更加安全透明、数据更加可追踪,大大降低了法律的执行成本,呈现出法律和技术的相互补充,法律与经济融为一体的态势,使法律的约束与执行逐渐走向智能化。

什么是区块链?

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术在互联网时代的创新应用模式。

区块链本质上是一个去中心化的分布式账本数据库。其本身是一串使用密码学相关联所产生的数据块,每一个数据块中包含了多次比特币网络交易有效确认的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。

外国关于区块链的法律规制

由于区块链技术本身尚在探索阶段,也未得到大规模的应用,因此,仅有部分国家针对区块链技术出台专门的立法。

美国

佛蒙特州和亚利桑那州通过法案,明确定义和支持用于公共使用的区块链技术,该法案规定了区块链和智能合同的使用规范,同时声明所有与区块链相关的数据都“被认为是电子格式并成为电子记录” 这是该州予以认可的。

英国

《分布式账本技术:超越区块链》提到英国联邦政府将会投资区块链技术,来分析区块链应用于传统金融行业的潜力。

新加坡

政府对区块链技术等金融科技企业持支持态度,并推出监管沙箱,为区块链初创企业提供较为宽容的发展环境。

我国关于区块链的法律规制

除上述针对区块链本身的政策外,国际上更多是针对比特币等虚拟货币出台一系列监管规定。

而在我们国家,除了对于比特币等虚拟货币交易、融资等出台的政策以外,针对区块链政府也出台不少政策性规定。

2016年12月27日,区块链技术被列入国务院《关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》中。同时,国务院也发文《我国区块链产业有望走在世界前列》支持区块链健康发展。

《国务院办公厅关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》中提到,研究利用区块链、人工智能等新兴技术,建立基于供应链的信用评价机制。推进各类供应链平台有机对接,加强对信用评级、信用记录、风险预警、违法失信行为等信息的披露和共享。

律师眼里区块链技术存在的法律风险

区块链作为一种分布式系统,属于技术领域的创新应用,就目前的探索成果来看,其技术理念能够为各个行业发展带来巨大变革。

但是,由于法律尚未针对区块链出台明确的行业标准及适用规范,因此,其未来仍存在国家监管与法律规制等问题。

以比特币为典型的数字货币为例,首先面临的就是监管问题。基于区块链技术发展起来的比特币等数字货币,从逻辑上来说,是去中心化、反对集中监管的。

其次,区块链技术应用也不得不面临巨大的风险。仍以比特币为例,遗失、盗窃、攻击、投机、洗钱以及各种风波、质疑和事件,一直伴随着比特币的发展历程。

区块链技术的广泛应用,离不开智能合约,所谓的智能合约就是以数字编码的形式定义承诺。交易的双方无须彼此信任,一切交易都由代码强制执行。

但智能合约的形式及其内容的效力,还没有得到法律和司法的正式认可,其作为数字编码的形式体现出来的合同文本,尚无法确知,是否可以构成生效合同的要件,是否可以符合司法拟采信证据的真实性、合法性、有效性。

区块链技术由于其去中心化的天性,其自身规则必然会与社会规则、国家法律规则发生冲突与矛盾,也正是有冲突和矛盾,有风险与问题,才更能激发动力与想象力,包括社会、国家和个人的动力与想象力。

基于区块链技术应用发展起来的虚拟货币在其交易过程中,对各国的法定货币及金融体系提出了巨大的挑战,并引发投资风险,甚至社会问题。

有争议的美国制裁条例草案要求对数字货币进行研究

美国国会上个月刚刚通过的一项对俄罗斯、伊朗和朝鲜实施制裁的议案引发了很大的政治争议,但该法案也值得区块链和数字货币爱好者关注,因为它提到为了打击非法融资,需要对数字货币进行研究。该法案可能有利于国会更进一步地了解数字货币,也会对该行业产生一定影响。

美国总统唐纳德·特朗普(Donald Trump)签署的一项外国制裁法案包括一些不太引人注意的数字货币条款。

美国国会在上个月晚些时候通过了对俄罗斯、伊朗和朝鲜实施制裁的议案。鉴于目前正在调查俄罗斯对2016年美国总统选举的干涉且特朗普政府当局反对立法,该议案存在政治争议。

特朗普最后在上周签署了该法案,但在随附的签署声明中严厉地批评了这一措施。

然而,对于区块链行业来说,这一法案值得关注的地方在于它包括一个国家安全战略命令,旨在“打击恐怖主义资助和有关的非法融资”。

一个重点研究“非法融资趋势”的条款提到应把数字货币看作一个研究领域。

该条款写道:

“关于非法融资趋势的讨论和数据,包括不断变化的价值转让形式,例如所谓的数字货币,其他基于计算机、通讯或互联网的方法,网络犯罪或国务卿可能会指出的其他威胁。”

根据法案内容,起草的战略草案将由国会在明年执行,美国金融监管机构、国务院和国土安全部等将参与。

在某些方面,新法案与5月份提交的另一份法案相呼应,是国土安全部更为广泛的立法计划的一部分。

正如CoinDesk当时所报道的那样,这一措施要求研究恐怖分子可能利用数字货币的情况。像国土安全部的法案一样,该制裁法案并不构成政策转变,只是表明国会正在采取步骤更密切地探讨这一问题。

区块链的共识机制

一、区块链共识机制的目标

区块链是什么?简单而言,区块链是一种去中心化的数据库,或可以叫作分布式账本(distributed ledger)。传统上所有的数据库都是中心化的,例如一间银行的账本就储存在银行的中心服务器里。中心化数据库的弊端是数据的安全及正确性全系于数据库运营方(即银行),因为任何能够访问中心化数据库的人(如银行职员或黑客)都可以破坏或修改其中的数据。

而区块链技术则容许数据库存放在全球成千上万的电脑上,每个人的账本通过点对点网络进行同步,网络中任何用户一旦增加一笔交易,交易信息将通过网络通知其他用户验证,记录到各自的账本中。区块链之所以得其名是因为它是由一个个包含交易信息的区块(block)从后向前有序链接起来的数据结构。

很多人对区块链的疑问是,如果每一个用户都拥有一个独立的账本,那么是否意味着可以在自己的账本上添加任意的交易信息,而成千上万个账本又如何保证记账的一致性? 解决记账一致性问题正是区块链共识机制的目标 。区块链共识机制旨在保证分布式系统里所有节点中的数据完全相同并且能够对某个提案(proposal)(例如是一项交易纪录)达成一致。然而分布式系统由于引入了多个节点,所以系统中会出现各种非常复杂的情况;随着节点数量的增加,节点失效或故障、节点之间的网络通信受到干扰甚至阻断等就变成了常见的问题,解决分布式系统中的各种边界条件和意外情况也增加了解决分布式一致性问题的难度。

区块链又可分为三种:

公有链:全世界任何人都可以随时进入系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。公有链通常被认为是“完全去中心化“的,因为没有任何人或机构可以控制或篡改其中数据的读写。公有链一般会通过代币机制鼓励参与者竞争记账,来确保数据的安全性。

联盟链:联盟链是指有若干个机构共同参与管理的区块链。每个机构都运行着一个或多个节点,其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易,并且共同来记录交易数据。这类区块链被认为是“部分去中心化”。

私有链:指其写入权限是由某个组织和机构控制的区块链。参与节点的资格会被严格的限制,由于参与的节点是有限和可控的,因此私有链往往可以有极快的交易速度、更好的隐私保护、更低的交易成本、不容易被恶意攻击、并且能够做到身份认证等金融行业必须的要求。相比中心化数据库,私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或篡改数据。即使发生错误,也能够迅速发现来源,因此许多大型金融机构在目前更加倾向于使用私有链技术。

二、区块链共识机制的分类

解决分布式一致性问题的难度催生了数种共识机制,它们各有其优缺点,亦适用于不同的环境及问题。被众人常识的共识机制有:

l PoW(Proof of Work)工作量证明机制

l PoS(Proof of Stake)股权/权益证明机制

l DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明机制

l PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法

l DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance)授权拜占庭容错算法

l SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共识协议

l RPCA(Ripple Protocol Consensus Algorithm)Ripple共识算法

l Pool验证池共识机制

(一)PoW(Proof of Work)工作量证明机制

1. 基本介绍

在该机制中,网络上的每一个节点都在使用SHA256哈希函数(hash function) 运算一个不断变化的区块头的哈希值 (hash sum)。 共识要求算出的值必须等于或小于某个给定的值。 在分布式网络中,所有的参与者都需要使用不同的随机数来持续计算该哈希值,直至达到目标为止。当一个节点的算出确切的值,其他所有的节点必须相互确认该值的正确性。之后新区块中的交易将被验证以防欺诈。

在比特币中,以上运算哈希值的节点被称作“矿工”,而PoW的过程被称为“挖矿”。挖矿是一个耗时的过程,所以也提出了相应的激励机制(例如向矿工授予一小部分比特币)。PoW的优点是完全的去中心化,其缺点是消耗大量算力造成了的资源浪费,达成共识的周期也比较长,共识效率低下,因此其不是很适合商业使用。

2. 加密货币的应用实例

比特币(Bitcoin) 及莱特币(Litecoin)。以太坊(Ethereum) 的前三个阶段(Frontier前沿、Homestead家园、Metropolis大都会)皆采用PoW机制,其第四个阶段 (Serenity宁静) 将采用权益证明机制。PoW适用于公有链。

PoW机制虽然已经成功证明了其长期稳定和相对公平,但在现有框架下,采用PoW的“挖矿”形式,将消耗大量的能源。其消耗的能源只是不停的去做SHA256的运算来保证工作量公平,并没有其他的存在意义。而目前BTC所能达到的交易效率为约5TPS(5笔/秒),以太坊目前受到单区块GAS总额的上限,所能达到的交易频率大约是25TPS,与平均千次每秒、峰值能达到万次每秒处理效率的VISA和MASTERCARD相差甚远。

3. 简图理解模式

(ps:其中A、B、C、D计算哈希值的过程即为“挖矿”,为了犒劳时间成本的付出,机制会以一定数量的比特币作为激励。)

(Ps:PoS模式下,你的“挖矿”收益正比于你的币龄(币的数量*天数),而与电脑的计算性能无关。我们可以认为任何具有概率性事件的累计都是工作量证明,如淘金。假设矿石含金量为p% 质量, 当你得到一定量黄金时,我们可以认为你一定挖掘了1/p 质量的矿石。而且得到的黄金数量越多,这个证明越可靠。)

(二)PoS(Proof of Stake)股权/权益证明机制

1.基本介绍

PoS要求人们证明货币数量的所有权,其相信拥有货币数量多的人攻击网络的可能性低。基于账户余额的选择是非常不公平的,因为单一最富有的人势必在网络中占主导地位,所以提出了许多解决方案。

在股权证明机制中,每当创建一个区块时,矿工需要创建一个称为“币权”的交易,这个交易会按照一定比例预先将一些币发给矿工。然后股权证明机制根据每个节点持有代币的比例和时间(币龄), 依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,以加快节点寻找随机数的速度,缩短达成共识所需的时间。

与PoW相比,PoS可以节省更多的能源,更有效率。但是由于挖矿成本接近于0,因此可能会遭受攻击。且PoS在本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,所以它同样难以应用于商业领域。

2.数字货币的应用实例

PoS机制下较为成熟的数字货币是点点币(Peercoin)和未来币(NXT),相比于PoW,PoS机制节省了能源,引入了" 币天 "这个概念来参与随机运算。PoS机制能够让更多的持币人参与到记账这个工作中去,而不需要额外购买设备(矿机、显卡等)。每个单位代币的运算能力与其持有的时间长成正相关,即持有人持有的代币数量越多、时间越长,其所能签署、生产下一个区块的概率越大。一旦其签署了下一个区块,持币人持有的币天即清零,重新进入新的循环。

PoS适用于公有链。

3.区块签署人的产生方式

在PoS机制下,因为区块的签署人由随机产生,则一些持币人会长期、大额持有代币以获得更大概率地产生区块,尽可能多的去清零他的"币天"。因此整个网络中的流通代币会减少,从而不利于代币在链上的流通,价格也更容易受到波动。由于可能会存在少量大户持有整个网络中大多数代币的情况,整个网络有可能会随着运行时间的增长而越来越趋向于中心化。相对于PoW而言,PoS机制下作恶的成本很低,因此对于分叉或是双重支付的攻击,需要更多的机制来保证共识。稳定情况下,每秒大约能产生12笔交易,但因为网络延迟及共识问题,需要约60秒才能完整广播共识区块。长期来看,生成区块(即清零"币天")的速度远低于网络传播和广播的速度,因此在PoS机制下需要对生成区块进行"限速",来保证主网的稳定运行。

4.简图理解模式

(PS:拥有越多“股份”权益的人越容易获取账权。是指获得多少货币,取决于你挖矿贡献的工作量,电脑性能越好,分给你的矿就会越多。)

(在纯POS体系中,如NXT,没有挖矿过程,初始的股权分配已经固定,之后只是股权在交易者之中流转,非常类似于现实世界的股票。)

(三)DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明机制

1.基本介绍

由于PoS的种种弊端,由此比特股首创的权益代表证明机制 DPoS(Delegated Proof of Stake)应运而生。DPoS 机制中的核心的要素是选举,每个系统原生代币的持有者在区块链里面都可以参与选举,所持有的代币余额即为投票权重。通过投票,股东可以选举出理事会成员,也可以就关系平台发展方向的议题表明态度,这一切构成了社区自治的基础。股东除了自己投票参与选举外,还可以通过将自己的选举票数授权给自己信任的其它账户来代表自己投票。

具体来说, DPoS由比特股(Bitshares)项目组发明。股权拥有着选举他们的代表来进行区块的生成和验证。DPoS类似于现代企业董事会制度,比特股系统将代币持有者称为股东,由股东投票选出101名代表, 然后由这些代表负责生成和验证区块。 持币者若想称为一名代表,需先用自己的公钥去区块链注册,获得一个长度为32位的特有身份标识符,股东可以对这个标识符以交易的形式进行投票,得票数前101位被选为代表。

代表们轮流产生区块,收益(交易手续费)平分。DPoS的优点在于大幅减少了参与区块验证和记账的节点数量,从而缩短了共识验证所需要的时间,大幅提高了交易效率。从某种角度来说,DPoS可以理解为多中心系统,兼具去中心化和中心化优势。优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。缺点:投票积极性不高,绝大部分代币持有者未参与投票;另整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的。

DPoS机制要求在产生下一个区块之前,必须验证上一个区块已经被受信任节点所签署。相比于PoS的" 全民挖矿 ",DPoS则是利用类似" 代表大会 "的制度来直接选取可信任节点,由这些可信任节点(即见证人)来代替其他持币人行使权力,见证人节点要求长期在线,从而解决了因为PoS签署区块人不是经常在线而可能导致的产块延误等一系列问题。 DPoS机制通常能达到万次每秒的交易速度,在网络延迟低的情况下可以达到十万秒级别,非常适合企业级的应用。 因为公信宝数据交易所对于数据交易频率要求高,更要求长期稳定性,因此DPoS是非常不错的选择。

2. 股份授权证明机制下的机构与系统

理事会是区块链网络的权力机构,理事会的人选由系统股东(即持币人)选举产生,理事会成员有权发起议案和对议案进行投票表决。

理事会的重要职责之一是根据需要调整系统的可变参数,这些参数包括:

l 费用相关:各种交易类型的费率。

l 授权相关:对接入网络的第三方平台收费及补贴相关参数。

l 区块生产相关:区块生产间隔时间,区块奖励。

l 身份审核相关:审核验证异常机构账户的信息情况。

l 同时,关系到理事会利益的事项将不通过理事会设定。

在Finchain系统中,见证人负责收集网络运行时广播出来的各种交易并打包到区块中,其工作类似于比特币网络中的矿工,在采用 PoW(工作量证明)的比特币网络中,由一种获奖概率取决于哈希算力的抽彩票方式来决定哪个矿工节点产生下一个区块。而在采用 DPoS 机制的金融链网络中,通过理事会投票决定见证人的数量,由持币人投票来决定见证人人选。入选的活跃见证人按顺序打包交易并生产区块,在每一轮区块生产之后,见证人会在随机洗牌决定新的顺序后进入下一轮的区块生产。

3. DPoS的应用实例

比特股(bitshares) 采用DPoS。DPoS主要适用于联盟链。

4.简图理解模式

(四)PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法

1. 基本介绍

PBFT是一种基于严格数学证明的算法,需要经过三个阶段的信息交互和局部共识来达成最终的一致输出。三个阶段分别为预备 (pre-prepare)、准备 (prepare)、落实 (commit)。PBFT算法证明系统中只要有2/3比例以上的正常节点,就能保证最终一定可以输出一致的共识结果。换言之,在使用PBFT算法的系统中,至多可以容忍不超过系统全部节点数量1/3的失效节点 (包括有意误导、故意破坏系统、超时、重复发送消息、伪造签名等的节点,又称为”拜占庭”节点)。

2. PBFT的应用实例

著名联盟链Hyperledger Fabric v0.6采用的是PBFT,v1.0又推出PBFT的改进版本SBFT。PBFT主要适用于私有链和联盟链。

3. 简图理解模式

上图显示了一个简化的PBFT的协议通信模式,其中C为客户端,0 – 3表示服务节点,其中0为主节点,3为故障节点。整个协议的基本过程如下:

(1) 客户端发送请求,激活主节点的服务操作;

(2) 当主节点接收请求后,启动三阶段的协议以向各从节点广播请求;

(a) 序号分配阶段,主节点给请求赋值一个序号n,广播序号分配消息和客户端的请求消息m,并将构造pre-prepare消息给各从节点;

(b) 交互阶段,从节点接收pre-prepare消息,向其他服务节点广播prepare消息;

(c) 序号确认阶段,各节点对视图内的请求和次序进行验证后,广播commit消息,执行收到的客户端的请求并给客户端响应。

(3) 客户端等待来自不同节点的响应,若有m+1个响应相同,则该响应即为运算的结果;

(五)DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance)授权拜占庭容错算法

1. 基本介绍

DBFT建基于PBFT的基础上,在这个机制当中,存在两种参与者,一种是专业记账的“超级节点”,一种是系统当中不参与记账的普通用户。普通用户基于持有权益的比例来投票选出超级节点,当需要通过一项共识(记账)时,在这些超级节点中随机推选出一名发言人拟定方案,然后由其他超级节点根据拜占庭容错算法(见上文),即少数服从多数的原则进行表态。如果超过2/3的超级节点表示同意发言人方案,则共识达成。这个提案就成为最终发布的区块,并且该区块是不可逆的,所有里面的交易都是百分之百确认的。如果在一定时间内还未达成一致的提案,或者发现有非法交易的话,可以由其他超级节点重新发起提案,重复投票过程,直至达成共识。

2. DBFT的应用实例

国内加密货币及区块链平台NEO是 DBFT算法的研发者及采用者。

3. 简图理解模式

假设系统中只有四个由普通用户投票选出的超级节点,当需要通过一项共识时,系统就会从代表中随机选出一名发言人拟定方案。发言人会将拟好的方案交给每位代表,每位代表先判断发言人的计算结果与它们自身纪录的是否一致,再与其它代表商讨验证计算结果是否正确。如果2/3的代表一致表示发言人方案的计算结果是正确的,那么方案就此通过。

如果只有不到2/3的代表达成共识,将随机选出一名新的发言人,再重复上述流程。这个体系旨在保护系统不受无法行使职能的领袖影响。

上图假设全体节点都是诚实的,达成100%共识,将对方案A(区块)进行验证。

鉴于发言人是随机选出的一名代表,因此他可能会不诚实或出现故障。上图假设发言人给3名代表中的2名发送了恶意信息(方案B),同时给1名代表发送了正确信息(方案A)。

在这种情况下该恶意信息(方案B)无法通过。中间与右边的代表自身的计算结果与发言人发送的不一致,因此就不能验证发言人拟定的方案,导致2人拒绝通过方案。左边的代表因接收了正确信息,与自身的计算结果相符,因此能确认方案,继而成功完成1次验证。但本方案仍无法通过,因为不足2/3的代表达成共识。接着将随机选出一名新发言人,重新开始共识流程。

上图假设发言人是诚实的,但其中1名代表出现了异常;右边的代表向其他代表发送了不正确的信息(B)。

在这种情况下发言人拟定的正确信息(A)依然可以获得验证,因为左边与中间诚实的代表都可以验证由诚实的发言人拟定的方案,达成2/3的共识。代表也可以判断到底是发言人向右边的节点说谎还是右边的节点不诚实。

(六)SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共识协议

1. 基本介绍

SCP 是 Stellar (一种基于互联网的去中心化全球支付协议) 研发及使用的共识算法,其建基于联邦拜占庭协议 (Federated Byzantine Agreement) 。传统的非联邦拜占庭协议(如上文的PBFT和DBFT)虽然确保可以通过分布式的方法达成共识,并达到拜占庭容错 (至多可以容忍不超过系统全部节点数量1/3的失效节点),它是一个中心化的系统 — 网络中节点的数量和身份必须提前知晓且验证过。而联邦拜占庭协议的不同之处在于它能够去中心化的同时,又可以做到拜占庭容错。

[…]

(七)RPCA(Ripple Protocol Consensus Algorithm)Ripple共识算法

1. 基本介绍

RPCA是Ripple(一种基于互联网的开源支付协议,可以实现去中心化的货币兑换、支付与清算功能)研发及使用的共识算法。在 Ripple 的网络中,交易由客户端(应用)发起,经过追踪节点(tracking node)或验证节点(validating node)把交易广播到整个网络中。追踪节点的主要功能是分发交易信息以及响应客户端的账本请求。验证节点除包含追踪节点的所有功能外,还能够通过共识协议,在账本中增加新的账本实例数据。

Ripple 的共识达成发生在验证节点之间,每个验证节点都预先配置了一份可信任节点名单,称为 UNL(Unique Node List)。在名单上的节点可对交易达成进行投票。共识过程如下:

(1) 每个验证节点会不断收到从网络发送过来的交易,通过与本地账本数据验证后,不合法的交易直接丢弃,合法的交易将汇总成交易候选集(candidate set)。交易候选集里面还包括之前共识过程无法确认而遗留下来的交易。

(2) 每个验证节点把自己的交易候选集作为提案发送给其他验证节点。

(3) 验证节点在收到其他节点发来的提案后,如果不是来自UNL上的节点,则忽略该提案;如果是来自UNL上的节点,就会对比提案中的交易和本地的交易候选集,如果有相同的交易,该交易就获得一票。在一定时间内,当交易获得超过50%的票数时,则该交易进入下一轮。没有超过50%的交易,将留待下一次共识过程去确认。

(4) 验证节点把超过50%票数的交易作为提案发给其他节点,同时提高所需票数的阈值到60%,重复步骤(3)、步骤(4),直到阈值达到80%。

(5) 验证节点把经过80%UNL节点确认的交易正式写入本地的账本数据中,称为最后关闭账本(last closed ledger),即账本最后(最新)的状态。

在Ripple的共识算法中,参与投票节点的身份是事先知道的,因此,算法的效率比PoW等匿名共识算法要高效,交易的确认时间只需几秒钟。这点也决定了该共识算法只适合于联盟链或私有链。Ripple共识算法的拜占庭容错(BFT)能力为(n-1)/5,即可以容忍整个网络中20%的节点出现拜占庭错误而不影响正确的共识。

2. 简图理解模式

共识过程节点交互示意图:

共识算法流程:

(八)POOL验证池共识机制

Pool验证池共识机制是基于传统的分布式一致性算法(Paxos和Raft)的基础上开发的机制。Paxos算法是1990年提出的一种基于消息传递且具有高度容错特性的一致性算法。过去, Paxos一直是分布式协议的标准,但是Paxos难于理解,更难以实现。Raft则是在2013年发布的一个比Paxos简单又能实现Paxos所解决问题的一致性算法。Paxos和Raft达成共识的过程皆如同选举一样,参选者需要说服大多数选民(服务器)投票给他,一旦选定后就跟随其操作。Paxos和Raft的区别在于选举的具体过程不同。而Pool验证池共识机制即是在这两种成熟的分布式一致性算法的基础上,辅之以数据验证的机制。

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