区块链中国行bitshares 2020中国区块链

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中国发行的稳定币叫什么

加密数字货币市场的稳定币恰如其名,指价格波动性较低的加密货币。这里的稳定是一个相对的概念,与比特币等主流数字货币的波动性相比,法币与黄金无疑是两种价格稳定的通货。法币发行量基于国家经济体量而定,并由国家信用背书,在政府不作恶、经济稳定时期的法币便可以保持其价值稳定。黄金因为其储量有限、化学性质稳定、易分割等原因,在历史上始终具有保值特性,被称为天然的货币,如果可以将数字货币的价值与某种认可度高的法币或黄金相锚定,此种数字货币便可以保持价格的稳定性。哈耶克在《货币的非国家化》中认为货币价值的稳定性是货币认可度的关键因素,只有货币的购买力稳定,也就是对于商品总体的支配力基本保持平稳,日常支付和很多金融市场功能才可以实现。而现有的主流数字货币波动性较大,并不适合用来日常支付。为区块链中国行bitshares了创造一种稳定的数字货币,通常需要确定以下两个要素:

锚定利率

稳定货币与锚定物维持的稳定比率,现有数字货币的模型当中大多首先选择以1:1的汇率锚定美元或其区块链中国行bitshares他货币资产,以黄金为锚定物的Digix以1DGX=1g黄金的价格与黄金挂钩。

二、为什么我们需要稳定币

从现实层面来说,随着越来越多国家禁止法币交易对,投资者需要一种能够替代法币进行价值锚定的媒介进行交易,衡量持有数字货币的价值。此时稳定数字货币的概念更偏重于与某个法币或者现实资产进行锚定。

从理想层面来说,目前国家发行的法定货币体系是决策中心化的,货币的发行完全掌握在国家手中,一个国家的政治不稳定、经济危机、政府政策错误等原因都有可能导致法币价值的不稳定。此时,去中心化货币给人们提供了另外一种维持购买力的选择,避免因为货币问题产生连环效应,进一步造成经济和社会问题。届时,稳定数字货币的概念将更类似于当前货币体系,锚定于某个物价水平、经济体量以及货币需求。比特币等数字货币给规避中心化的法币风险提供了新的思路,然而主流数字货币的价格波动率阻碍了数字货币的大规模市场应用及其他场景的实现。

金融市场交易也需要数字货币的价格保持稳定。货币是金融的基础,金融市场中,对冲风险、衍生品、杠杆交易、期权等金融交易本身是对市场风险的预测与平衡,如果数字货币本身要对未来承担极端的价格风险,信贷和债务市场便很难基于价格不稳定的数字货币形成。如果有价格稳定的数字货币去实现将变得更加安全快捷,因此赋予货币稳定价值对金融市场具有重要意义。

三、稳定币家族史

稳定币1.0:USDT和它强有力的竞争对手们

稳定币1.0,即中心化资产抵押模式,用现实世界中的资产进行抵押,创造出数字世界中的稳定货币,第一个也是最典型的案例便是Tether公司发行的USDT。

USDT,中文名称为泰达币。每一个发行流通的Tethers都与美元一比一挂钩,相对应的美元总量存储在香港Tether有限公司,在以美元为计量单位时,抵押品的价值不存在任何波动风险。

USDT的优点在于其原理简单,直接以足额的美金作为抵押资产,使其成为目前数字交易受用最广泛的稳定货币。然而USDT的缺点在于其过于中心化,市场对USDT透明度和缺乏监管的质疑声从未停止,面对美元储备是否足额,是否发行空气货币造成泡沫,美元储备银行的安全性如何,抵押美元是否被挪用,法币提现的实现困难等质疑,Tether公司始终声称自己拥有足额的准备金,但至今也没有公开自己的准备金账户审计数据。虽然有币圈大佬、Bitfinex的股东赵东和Big.one的首席执行官老猫声称看到了Bitfinex和Tether的银行账户有超额储备,但二人的口头承诺显然无法替代独立的第三方审计、更无法证明资金用途。

此外,USDT的发行公司Tether与全球最大的比特币交易所之一Bitfinex的管理团队高度重合,二者不清不楚的关系也一直为人诟病。2018年8月,Tether累计发行4.15亿美元的USDT,其市值已经高达到28亿美元,位列第八。USDT从2015年2月25日开始启动,价格波动区间在$0.92-$1.05,在2017年年中出现过较大的偏离。现每日交易量在30亿美金左右。

在USDT一家独大的情况下,传统的稳定币1.0阵营又多出了几个新的竞争对手。这些机构同样采用了中心化的1:1美元抵押,在监管和透明度上做出了不同程度的改善。

2018年3月,针对USDT信息化不透明性,TrustCoin推出的TUSD通过定期监管来减少风险。TrueUSD选择了多个第三方信托和银行账户来存放抵押保证金,个人可以直接看到抵押金在第三方账户的存放情况,抵押金的存放账户定期接受审计,并增加KYC(客户背景调查)和反洗钱审查(AML)等方式,客户的资金在银行账户中受到法律保护。

2018年9月,美国交易所Gemini和另外一个区块链创业公司Paxos同时获得了美国纽约金融服务局的批准并接受其监管,发行锚定美元的数字加密货币GUSD和PAX,每月都要进行账户审计。每一笔增发都在在美国金融监管部门的监管下确认有资金入账,这无疑为投资者增加了更可靠的数字货币入场和避险渠道。

作为稳定货币,足额的法币抵押最大程度的降低了抵押品价格变化的带来风险,除非发行方不维持足额的资金储备。虽然USDT依然一家独大,新出现的竞品很难在短时间动摇其地位,但后起之秀确实凭着更高的透明度和安全性得到了认可,也为担心USDT不透明风险的人提供了更可靠的选择。但高度的透明化也伴随着更加严格的KYC监管,隐私性也会因此弱化。对于注重隐私性需求的人,去中心化的稳定货币也许是更好的选择。

稳定币2.0:去中心化的保证金制度

稳定币2.0使用加密货币作为超额抵押,当抵押品的价格下跌时,用户可以及时补仓,否则将对抵押品进行强制清算用来保证稳定币价格。典型的案例有Bitshares,MakerDAO,Havven等。

Bitshares使用平台本身的代币作为抵押品,,而MakerDAO以ETH为抵押品,ETH作为仅次于BTC的第二大数字货币,价格基本反映了数字货币市场的整体风险,而Bitshare的价格相对ETH风险更大。因此,出现时间不到一年的DAI在价格和市值上都已经超过了同类型的Bitshares。

根据上图,BitUSD从2014年9月23日开始启用,基本在$0.7-$1.6之间波动,在2015年及2016年初的整体偏离度较大。现每日交易量在150万美金左右。

Dai从2017年12月27日开始启用,价格区间在$0.86-$1.06,在2017年3月有较大的偏离情况出现。现每日交易量在1000万美金左右。

加密的数字资产抵押的方式有几点好处,一是去中心化,信用风险下降,由完全透明的去中心化的智能合约执行,每个人都可以实时看到抵押货币的价格波动情况和合约执行机制,无需担心服务器关闭、企业不兑付等第三方信任风险,同时智能合约的执行方式也保证了抵押品直接被锁定,不会被用于多次质押,降低了抵押资产的信用风险。二能让存量的数字资产释放出流动性。在稳定币的价格低于锚定价格时,任何人都可以买入并赎回高于买入价的ETH来进行套利,从而让价格回归其锚定价格。

然而,使用虚拟数字货币作为抵押品的缺点也很明显,在解决了信用风险的同时,由于抵押品本身具有高波动性的特点,市场风险加剧,抵押数字货币资产的波动性要求数字货币在智能合约上存入数倍的价格超额抵押,在兑换时将抵押物赎回。对于BitUSD等比特资产来说,会受到Bitshares本身的风险影响,DAI以ETH为抵押品,虽然稳定性稍好,但是依然暴露在数字货币市场的整体风险之下,抵押品的稳定性比起与法币与黄金较差。虽然有强行平仓价格来保证比特资产价格稳定,但是平仓过程会造成稳定货币供给量的波动,人们手中的大量稳定货币被强行以平仓价卖出,给持有者造成损失。以加密货币作为抵押的稳定币2.0虽然维持了代币价格的稳定,却极易造成代币量的瞬间大幅下降,给实际应用造成不便。

稳定币3.0算法银行:经济学乌托邦何去何从

2018年初,大量基于算法银行机制的稳定币构想如雨后春笋般出现,并打响了稳定币3.0的名号,这些项目包括Basis(原Basecoin),CarbonMoney,,Kowala,Reserve等。然而就在各方在稳定机制的设计上各显神通之时,鲜有人注意到的是,2018年3月,市场上唯一的算法银行实践Nubits遭受了自2014年上市后的第二次崩盘,但这一次它没能像2016一样重塑价值。

在2016年5月,因为比特币价格上涨,大量Nubits稳定币被转手买入比特币。Nubits因需求的大幅下降发生了第一次崩盘。这次崩盘花了约三个月的时间才恢复,此后币价虽然也因买卖单的瞬时增加或减少出现短时间偏离,但总体依然维持着1美元的信任共识,直到2018年3月20日。从那以后,Nubit陷入了币价下跌引发的死亡循环,币价与市值呈现一路崩塌趋势。截至9月26日,Nubits的价格已经跌至锚定价格的十分之一。而且从团队态度、价格走势和社区信心来看,这次很难东山再起。

至此,算法银行稳定币在热度期退去后,原本被寄予厚望的项目Basis,Carbon等进度延期,唯一低调的实践项目Nubits崩盘,又正逢熊市来临,人们对手中代币的高度风险厌恶,这一切使得这个天然高风险的理论派在落地上遭遇了困境。

算法银行,又称SeigniorageShares,无需任何公司或资产作为背书,而是基于经济学中的货币数量理论,根据货币市场价值的变化来增加或减少货币的供给量,算法银行控制的货币发行方对货币供给的控制手段类似发行法币的政府或央行进行宏观调控的货币制度,不同的是,它使用去中心化的智能合约算法来代替中央银行实现这一过程。

总之,稳定币3.0的落地情况较为艰难,市面上还没有现存的成功项目可以参考。在年初的设想中,2018年应该是算法银行机制各显神通的时候,但因为技术水平受限、市场行情低迷等原因出现了落地困难。反而中心化但价格风险更小的稳定币1.0家族出现了很多新成员。但无论是稳定币2.0和3.0的去中心化稳定机制,还是USDT的一系列竞争者们对于抵押资产的监管正规化,都体现出了对公正透明机制的不懈追求和对区块链更多可能性的探索。

四、稳定币数据分析

稳定货币市值

截至2018年10月9日,市场上现有的稳定币中,可以看出USDT市值依然占据着绝对的主导地位,达到了28亿美元,约占据稳定币总市值的92%。而除USDT,TUSD,DAI和Bitshares外的其他稳定币市值仅占1%,在稳定币市场,USDT的地位短期内很难被撼动。

TUSD在2018年3月推出后,市值增长迅速,已经成为仅次于USDT的第二大稳定币,市值突破了一亿美元,Bitshares和DAI的市值也达到了千万美元级别。

稳定币的稳定性究竟如何

为了探究稳定币究竟有多稳定,我们参考了证券中跟踪误差(TrackingError)的计算方式来衡量稳定货币的价格相对于一美元产生的偏差。跟踪误差的计算方式如下:

其中TEi表示基金i的跟踪误差;n为样本数,TDTI为基金i在时间t内的净值增长率与基准组合在时间t内的收益率之差。跟踪误差的数学意义即一段时间内的样本数据与基准值的偏离度的标准差。应用这个概念可以衡量出稳定币价格偏离1美元的程度。我们选取了锚定1美元、现有价格数据时间跨度超过三个月的五种稳定币来进行分析。在计算了所有历史数据的跟踪误差后,我们得到以下对比:

由图可以看出,基于所有历史数据得到的结果,稳定性最好的稳定币为TUSD与DAI,USDT次之。但因为几种稳定货币的出现时间不同,USDT与Bitshares早在2014年就已经出现,经历了多次市场的巨大波动,而最晚的TUSD在2018年3月才上市。

为了排除早期市场波动对稳定币价格造成的影响,我们选取了自2018年4月以来几种稳定币的价格跟踪误差加以观察。

从跨度一致的近半年的时间轴来看,USDT不仅在市值上遥遥领先,也是是锚定误差最小的稳定币。其次是后来居上的TUSD与DAI,二者的稳定程度不相上下,而Nubits已经难以维持其锚定价格。

对于Nubits反常的偏离度,我们可以由几种稳定币的价格走势中一探究竟。

于2014年面世的Nubits是算法银行的稳定币机制在市场上的唯一实践项目,2018年3月20日起Nubit陷入了币价下跌引发的死亡循环,币价与市值呈现一路崩塌趋势。截至10月8日,Nubits的价格已经跌至锚定价格的十分之一。

Nubits采用的算法银行是基于经济学中的货币数量理论,根据货币市场价值的变化来增加或减少货币的供给量,类似发行法币的政府或央行进行宏观调控的货币制度,不同的是,它使用去中心化的智能合约算法来代替中央银行实现这一过程。但是在没有充足抵押物的前提下,很难让使用者认同其锚定的是1美元或者其他法币。2018年初,大量基于算法银行机制的稳定币构想如雨后春笋般出现,并打响了稳定币3.0的名号,这些项目包括Basis(原Basecoin),CarbonMoney,,Kowala,Reserve等,它们采取不同的机制来解决算法银行的信任与稳定问题,但因为技术水平受限、市场行情低迷等原因出现了落地困难,但无论如何,算法银行作为一种去中心化的稳定币值得进一步探究。

在剔除Nubit后,可以更清晰的看出USDT,TUSD,DAI,BitUSD四种稳定币的波动,其中BitUSD从2014年9月23日开始启用,波动率较大,频繁出现偏离锚定价格10%以上的情况,最高时已经超出了20%。DAI从2017年12月27日开始启用,价格区间在$0.86-$1.06,在2017年3月有较大的偏离情况出现。现每日交易量在1000万美金左右。

从数据和走势图总都可以看出,USDT、TUSD、DAI在稳定性上表现最好,价格在近一年来只有少数情况下会浮动至5%以上,例如2018年5月,币安交易所公布TUSD上币消息后,市场因部分人群不了解TUSD性质大量买入造成了暴力拉升。这也侧面证明了稳定币的价值有很大程度依赖于人们对于其价值的共识。

从市值和稳定性来看,USDT,TUSD与DAI是稳定币毫无争议的TOP3,然而稳定数字货币的发展还在不断尝试和探索阶段,无论是稳定币2.0和3.0的去中心化稳定机制,还是USDT的一系列竞争者们对于抵押资产的监管正规化,都体现出了对公正透明机制的不懈追求和对区块链更多可能性的探索,我们期待着更多稳定货币在市场上的精彩表现。

五、稳定数字货币的风险

1.各国央行的数字货币计划的竞争风险

区块链技术与数字货币市场的繁荣发展也引起了各国央行的关注,包括中国在内的很多国家都对数字货币表现出了积极态度,并将国家法定数字货币的发行计划提上日程。委内瑞拉拟推出数字货币Petro,英格兰银行(BoE)研究部门自2015年以来一直在研究数字货币,可能会发行自己的数字货币。2017年10月,俄罗斯政府宣布将发行官方数字货币CryptoRuble(“数字卢布”),瑞典在研究发行电子克朗,韩国央行于2018年1月也将组建一个专门从事加密货币研究的团队。

中国监管层反复提示虚拟货币及CROWDSALE存在风险,7部门在《关于防范代币发行融资风险的公告》中指出,代币发行融资中使用的代币或虚拟货币不由货币当局发行,不具有法偿性与强制性等货币属性,不具有与货币等同的法律地位,不能也不应作为货币在市场上流通使用。并于2017年9月叫停CROWDSALE、关停虚拟货币交易平台。然而2014年起,中国人民银行就成立了专门的研究团队,并于2015年初进一步充实力量,对数字货币发行和业务运行框架、数字货币的关键技术、数字货币发行流通环境等展开了深入研究。2016年1月20日,中国人民银行在北京举行数字货币研讨会,明确了央行发行数字货币的战略目标。

国家发行的法定数字货币是现有法币的改良,在世界范围内认可度受限,而且它依然是一种中心化货币,无法保证隐私性,也无法规避经济危机或货币政策错误造成的风险。

但国家推行的法定数字货币由国家背书并强制使用,这一过程极有可能伴随着对数字货币监管政策的收紧。此外,法定数字货币应用了区块链技术,也可以满足人们对于数字货币用于日常支付的需求,因此会对加密稳定货币造成一定的冲击。

2.锚定物价值不稳定

现有稳定货币锚定物包括美元、其他稳定货币、黄金等,但锚定货币的价值在复杂的经济当中也存在风险,当锚定物价值发生大幅度波动时,各稳定货币若没有做出及时调整,将加剧整个金融市场的风险。

针对各类风险,代币在白皮书中也提出了很多应对措施。例如DAI提出了目标价变化率反馈机制,当市场出现不稳定的时候此机制会根据敏感度参数被启动,使得DAI保持美元的标价,但是脱离与美元的固定比率。敏感度参数由MKR持有者设置,但是目标价和目标价格变化率一旦启动,就直接由市场决定。当出现严重紧急情况时,全局清算步骤被触发,保证DAI和CDP持有者都会收到可兑换的资产净值。

3.其他黑天鹅事件

黑天鹅常常指经济危机,或者极小概率发生、但是会产生系统性,重大负面连锁影响的事件。包括经济危机,抵押资产出现问题,政府出台监管政策等。黑天鹅事件具有较大不确定性,一旦出现,将对数字货币的稳定性造成巨大冲击。

六、稳定数字货币的发展

稳定数字货币的发展如何依赖于人们对数字货币的认可度与接受度如何。在现今阶段,大部分人对数字货币的认知还停留在价格波动大的比特币、以太坊等主流数字货币上,因此对数字货币作为投资品的认知超过了其作为交换工具的功能。稳定数字货币的出现有利于人们逐渐接受数字货币,并在世界范围内广泛使用来满足人们的日常消费需求。从几种稳定货币的白皮书规划及现实中存在的问题中看,未来稳定货币有以下几个发展方向:

1.锚定货币多样化

目前出现的几种稳定数字货币的计划发展路径,从锚定物上,先与某一种或几种世界性的货币锚定,最后在世界范围内被广泛承认并使用,并寻求更加真实的反映人们的购买力的方式。也就是说,在锚定物上,先从单一货币开始实行,并根据实际情况锚定多种主流货币,最终实现与物价挂钩的可能性。而锚定比率也将根据法币与物价的关系,从硬锚定转化为软锚定。

三. 区块链系统的核心之一-分布式共识机制

        拜占庭将军问题(Byzantine Generals Problem),是由莱斯利·兰波特在其同名论文中提出的分布式对等网络通信容错问题。

        在分布式计算中,不同的计算机通过通讯交换信息达成共识而按照同一套协作策略行动。但有时候,系统中的成员计算机可能出错而发送错误的信息,用于传递信息的通讯网络也可能导致信息损坏,使得网络中不同的成员关于全体协作的策略得出不同结论,从而破坏系统一致性。这个难题被称为“拜占庭容错”,或者“两军问题”。

        拜占庭假设是对现实世界的模型化。拜占庭将军问题被认为是容错性问题中最难的问题类型之一。拜占庭容错协议要求能够解决由于硬件错误、网络拥塞或断开以及遭到恶意攻击,其他计算机和网络可能出现不可预料的行为而带来的各种问题。并且拜占庭容错协议还要满足所要解决的问题要求的规范。

        在拜占庭时代有一个墙高壁厚的城邦——拜占庭,高墙之内存放在世人无法想象多的财富。拜占庭被其他10个城邦所环绕,这10个城邦也很富饶,但和拜占庭相比就有天壤之别了。

        拜占庭的十个邻居都觊觎它的财富,并希望侵略并占领它。但是,拜占庭的防御非常强大,任何单个城邦的入侵行动都会失败,而入侵者的军队也会被歼灭,使得该城邦自身遭到其他互相觊觎对方的九个城邦的入侵和劫掠。

        拜占庭的防御很强,十个城邦中要有一半以上同时进攻才能攻破它。也就是说,如果有六个或者以上的相邻城邦一起进攻,他们就会成功并获得拜占庭的财富。然而,如果其中有一个或者更多城邦背叛了其他城邦,答应一起入侵但在其他城邦进攻的时候又不干了,也就导致只有五支或者更少的城邦的军队在同时进攻,那么所有的进攻城邦的军队都会被歼灭,并随后被其他的(包括背叛他们的那(几)个)城邦所入侵和劫掠。

        这是一个由许多不互相信任的城邦构成的一个网络。城邦们必须一起努力以完成共同的使命。而且,各个城邦之间通讯和协调的唯一途径是通过信使骑马在城邦之间传递信息。城邦的决策者们无法聚集在一个地方开个会(所有的城邦的决策者都不互相信任自己的安全会在自己的城堡或者军队范围之外能够得到保障)。

        城邦的决策者可以在任意时间以任意频率派出任意数量的信使到任意的对方。每条信息都包含如下的内容:“我城邦将在某一天的某个时间发动进攻,你城邦愿意加入吗?”。如果收信城邦同意了,该城邦就会在原信上附上一份签名了的或盖了图章的(以就是验证了的)回应然送回发信城邦。然后,再把新合并了的信息的拷贝一一发送给其他八个城邦,要求他们也如此这样做。最后的目标是,通过在原始信息链上盖上他们所有十个城邦的决策者的图章,让他们在时间上达成共识。最后的结果是,会有一个盖有十个同意同一时间发动进攻的图章信息包,和一些被抛弃了的包含部分但不是全部图章的信息包。

        在这个过程中首先出现了第一个问题,就是如果每个城邦向其他九个城邦派出一名信使,那么就是十个城邦每个派出了九名信使,也就是在任何一个时间又总计90次的传输,并且每个城市分别收到九个信息,可能每一封都写着不同的进攻时间。

        在这个过程中还有第二个问题,就是部分城邦会答应超过一个的攻击时间,故意背叛进攻发起人,所以他们将重新广播超过一条(甚至许许多多条)的信息包,由此产生许多甚至无数的足以淹没一切的杂音。

        有了以上两个问题,整个网络系统可能迅速变质,并演变成不可信的信息和攻击时间相互矛盾的纠结体。

         拜占庭假设是对现实网络世界的一种模型化。在现实网络世界中由于硬件错误、网络拥塞或断开以及遭到恶意攻击,网络可能出现许许多多不可预料的行为。拜占庭容错协议必须处理这些失效,并且还要使这些协议满足所要解决的问题所要求的规范。

        对于拜占庭将军问题中本聪的区块链给出了比较圆满的解决方案。也就是比较圆满的解决了上述的两个问题。

        拜占庭将军问题的第一个问题从本质上来讲就是时间和空间的障碍导致信息的不准确和不及时。

        区块链对于第一个问题的解决方案是利用分布式存储技术和比特流技术(BT技术,一种新型的点对点传输技术,具有节点同时作为客户端和服务器端和没有中心服务器等特点),将整个网络系统内的所有交易信息汇总为一个统一的,分布式存储的,近乎实时同步更新的电子总账。统一的分布式共同账本就解决了空间障碍问题;而近乎同步进行的,实时的,持续的对所有账本备份的更新、对账则解决了时间障碍问题。

        这个过程较具体一点的描述大概是将区块链系统内所有的交易活动的记录数据统一于一种标准化的总帐上;区块链系统的每一个节点都会保存一份总帐的备份;所有总帐的备份都是在实时的,持续的更新、对账、以及同步着。区块链系统的每一个节点能在这本总帐里记上添加记录;每一笔新添加的记录都会实时的广播到区块链系统内;所以在每一个节点上的每一份总帐的备份都是几乎同时更新的,并且所有的总帐的备份保持着同步。

        拜占庭将军问题的第二个问题从本质上来讲就是关于信息过量问题和信息干扰问题。信息过量和信息干扰问题导致决策延迟,甚至决策系统崩溃而无法决策。

        区块链对于第二个问题的解决方案是区块链系统的任何一个节点在发送每一笔新添加的记录时需要附带一条额外的信息。对区块链系统的任何一个节点来说这条额外的信息的获得都是有成本的,并且只能有一个节点可以获得。这样就解决了区块链系统的任何一个节点新添加额外信息时的信息多且乱而无法达成一致的问题。在这里,区块链系统的任何一个节点获得那条附带的额外的信息的过程就是著名的工作量证明机制。

        共识机制主要解决区块链系统的数据如何记录和如何保存的问题。工作量证明机制就是要求区块链系统的节点通过做一定难度的工作得出一个结果的过程。

        区块链系统中某节点生成了一笔新的交易记录,并且该节点将这笔新的交易记录向全网广播。全网各个节点收到这个交易记录并与其他所有准备打包进区块的交易记录共同组成交易记录列表。在列表内先对所有交易进行两两的哈希计算;再对以获得的哈希值进行哈希计算获得Merkle树和Merkle树的根值;把Merkle树的根值及其他相关字段组装成区块头。

        各个节点将区块头的80字节数据加上一个不停的变更的区块头随机数一起进行不停的哈希运算(实际上这是一个双重哈希运算);不停的将哈希运算结果值与当前网络的目标值做对比,直到哈希运算结果值小于目标值,就获得了符合要求的哈希值,工作量证明也就完成了。

         分布式的区块链系统是一个动态变化的系统(硬件的运算速度的增长,节点参与网络的程度的变化)。系统的不断变化必然带来系统的算力的不断变化。而算力的变化又会导致通过消耗算力(工作)来获得符合要求的哈希值的速度的不同。最终的结果会是区块链的增长速度会有巨大的不同。这是一个很大的问题。为了解决这个问题,区块链系统自动根据算力的变化对工作难度进行调整。也就是采用移动平均目标的方法来确定,难度控制为每小时生成区块的速度为某一个预定的平均数。

        在区块链系统中一个符合要求的哈希值是由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。为了使区块的形成时间控制在大约十分钟左右,区块链系统采用了固定工作难度的难度算法。难度值每2016个区块调整一次零的个数。

        新的难度值是根据前2015个区块(理论上应该是2016个区块,由于当初程序编写时的失误造成了用2015而不是2016)的出块时间来计算。

        难度 = 目标值 * 前2015个区块生成所用的时间 / 1209600 (两周的秒钟数)

        这样通过规定的算法,区块链系统就保证所有节点计算出的难度值都一致,区块的形成时间大约一致在十分钟左右。

      (1)结果不可控制。其依赖机器进行哈希函数的运算来获得结果;计算结果是一个随机数;没有人能直接控制计算的结果。

      (2)计算具有对称性。就是结果的获得和结果的验收需要的工作量是不同的。计算出结果所需要的工作量远远大于验收结果所需要的工作量。

      (3)计算的难度自动控制。为了使区块的形成时间控制在大约十分钟左右,区块链系统自动控制了每一个符合要求的哈希获得为大约在十分钟左右。

         第一,方法简单易行。

        第二,系统达成共识容易,节点间不需要太多的信息交换。

        第三,系统比较牢固可靠,任何破坏系统的企图都需要投入大到得不偿失的成本。

        第一,消耗大量的算力,也就是浪费能源和其他资源。

        第二,区块的确认时间比较长,并且难以缩短。

        第三,新创立的区块链非常容易受到算力攻击。

        第四,容易产生区块链分叉,稳定的区块链需要多个确认,并且这种状况可能不断持续下去。

        第五,算力的逐渐集中导致与去中心化的系统设计基础的冲突日益明显。

        权益证明机制是一种工作量证明机制的替代方法,试图解决工作量计算浪费的问题.目前其成功的应用是点点币区块链系统。

        权益证明不要求区块链系统的节点完成一定数量的计算工作,而是要求区块链系统的节点对某些数量的钱展示所有权。

        权益证明机制首先应用于点点币区块链系统中。

        点点币区块链系统的区块生成时,节点需要构造一个“钱币权益”交易,即把自己的一些钱币和预先设定的奖励发给自己。进行哈希计算时,哈希值的计算只同交易输入、一些附加的固定数据以及当前时间(是一个表示自1970年1月1日距离当前时刻的秒数的正数)有关。然后,根据类似工作量证明的要求来检查这个哈希值是否正确。

        点点币区块链系统的权益证明机制除了设定了哈希计算难度与交易输入的“币龄”成反比外,其与工作量证明机制非常类似。其中,币龄的定义为交易输入大小和它存在时间的乘积。权益证明机制中哈希值只和时间和固定的数据有关,因而没有办法通过多完成工作来快速获取它。

       每个点点币区块链系统的交易的输出都有一定的几率来产生有效的正比于币龄和交易货币数量的工作。

        第一,缩短了共识达成的时间。

        第二,不再需要大量消耗能源。

        第一,还是需要哈希计算。

        第二,所有的确认都只是一个概率上的表达,而不是一个确定性的事情,有可能受到其他攻击影响。

        授权股份证明机制类似于权益证明机制,是比特股BitShares采用的区块链公识算法。授权股份证明机制是民主选举和轮流执政相结合方式来确定区块的产生。

        授权股份证明机制是先由节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。其他方面和权益证明机制相似。

        每个节点按其持股比例拥有相应的影响力,51%节点投票的结果将是不可逆且有约束力的。为达到及时而高效的方法达到51%批准的目标。每个节点可以将其投票权授予一名节点。获票数最多的前100位节点按既定时间表轮流产生区块。每名节点分配到一个时间段来生产区块。

        所有的节点将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。

         第一,大幅缩小参与验证和记账节点的数量,

         第二,可以快速实现共识验证。

         主要缺点就是仍然无法摆脱对代币的依赖。

        在分布式计算上,不同的计算机透过讯息交换,尝试达成共识;但有时候,系统上协调计算或成员计算机可能因系统错误并交换错的讯息,导致影响最终的系统一致性。

        拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量,寻找可能的解决办法,这无法找到一个绝对的答案,但只可以用来验证一个机制的有效程度。

        而拜占庭问题的可能解决方法为:

        在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中,N为计算机总数,F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后,各计算机列出所有得到的信息,以大多数的结果作为解决办法。

         第一,系统运转可以摆脱对代币的依赖,共识各节点由业务的参与方或者监管方组成,安全性与稳定性由业务相关方保证。

         第二,共识的时延大约在2到5秒钟。

         第三,共识效率高,可满足高频交易量的需求。

         第一,当有1/3或以上记账人停止工作后,系统将无法提供服务;

         第二,当有1/3或以上记账人联合作恶,可能系统会出现会留下密码学证据的分叉。

        小蚁改良了实用拜占庭容错机制。该机制是由权益来选出记账人,然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。

        此算法在PBFT基础上进行了以下改进:

        第一,将C/S架构的请求响应模式,改进为适合P2P网络的对等节点模式;

        第二,将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点;

        第三,为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制,通过投票决定共识参与节点(记账节点);

        第四,在区块链中引入数字证书,解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。

        第一,专业化的记账人;

        第二,可以容忍任何类型的错误;

        第三,记账由多人协同完成,每一个区块都有最终性,不会分产生区块链分叉;

        第四,算法的可靠性有严格的数学证明来保证;

        第一,当有1/3或以上记账人停止工作后,区块链系统将无法提供服务;

        第二,当有1/3或以上记账人联合作恶,且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时,恶意记账人可以使区块链系统出现分叉,但是会留下密码学证据;

         瑞波共识机制是全体节点选取出特殊节点组成特殊节点列表,由特殊节点列表内的节点达成共识。

         初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由51%的该俱乐部会员投票通过。共识遵循这核心成员的51%权力,外部人员则没有影响力。波共识机制将股东们与其投票权隔开,并因此比其他系统更中心化。

        瑞波共识机制参与共识形成的只有特殊节点,大大的减少了共识形成的时间。在实践中,瑞波区块链系统达成共识需要3-6秒钟,远远快于比特币区块链系统的10分钟。同时瑞波区块链系统对并发交易的处理达到每秒数万笔,而比特币区块链系统只有每秒7笔。

瑞波共识机制处理节点意见分歧的方式也是不同的。瑞波的信任节点对于新区块的创造进行协商的时间是区块链更新前。先协商,达成共识后再对区块链进行更新。

由于瑞波共识机制的共识是由特殊节点达成的,普通节点并不需要维护一个完整的历史账本。各个节点可以根据自己的业务需要选择同步同步完整的历史账本或者任意最近几步的账本。这也意味着对存储空间和网络流量需求的减少。

瑞波共识机制取消了挖坑的发行货币机制,采用了原生货币(1000亿枚)的方式发币,从而大量的避免了挖矿的天量能耗。

稳定币的目的是什么?

关于稳定币,试着从诞生背景、分类、特征、不可能三角、案例、未来发展六个方面做一个简单概述:

一、稳定币的诞生背景

1、数字货币想成为受主流市场认可的货币,必须要有更高的收益,而这种高收益背后却是更大的波动性,而货币具有价值尺度的特征却排斥这种高波动性。

因此,以USDT为代表的稳定币登上了舞台。稳定币要么以特定的资产保持固定比例兑换,要么通过算法调节货币供给来维持币值的稳定,因此称为稳定币。

2、稳定币的需求有两个,一个是避险需求,币圈进入熊市之后,对稳定币的需求非常旺盛,投资者需要将持有的数字货币转换成稳定币来减少损失,都希望持有稳定币来避险;第二,数字货币发展至今,需要进入到流通领域,而流通领域需要的是一种价值比较稳定的货币。

二、稳定币的分类

目前全球共有57种稳定币,其中23种稳定币已经投入使用,另外34种稳定币仍然处在测试阶段。总体来说,稳定币可以分为三类:

1、资产支持型:发行人以现实中的法币或其他资产担保来发行数字货币,依赖于中心信任和集中发行。这类项目的代表有USDT、GUSD等。

2、链上数字资产抵押担保:发行人以数字货币作为担保,可以在区块链上发行,公开透明,不依赖第三方。这类项目的代表有 MakerDao、Bitshares、Havven 等。

3、无抵押算法发行:由算法支持的稳定币,由智能合约模拟中央银行弹性调节Token供应量。这类项目的代表包括Basis、Carbon等。

三、稳定币三大特征:

1、锚定:挂钩稳定的标的物。

2、抵押:提供资产作为偿还的担保。

3、可赎回:流动性好,可随时兑换。

四、稳定币的不可能三角:

在货币政策的独立性,货币的自由流动以及价格的稳定性三者之间只能选择其中的两者,稳定币选择了数字货币的自由流动和币值的稳定,就必须放弃货币超发的权利。

这里会产生一个矛盾:

如果稳定币的项目方不超发货币,就很难盈利;如果超发了货币,那么就会产生信用危机,投资者会怀疑稳定币是否能及时兑付而出现挤兑,最终被市场抛售。

五、稳定币案例:

案例1:USDT

USDT是通过Omni Layer协议在比特币区块链上发行的加密数字货币。每个USDT都由Tether公司储备的美元支持(即每发行1枚USDT代币,其银行帐户都会有1美元的资金保障),并且可以通过Tether平台赎回。

USDT的优点是流程直观清楚,基本保持了与美元1:1比例的锚定。其缺点在于中心化运作,资金托管情况不透明,存在超发的可能性。

案例2:GUSD

GUSD是基于以太坊网络发行的与美元1:1比例锚定的通证。相对于USDT,GUSD最大的不同之处便是受到美国纽约金融服务署(NYDFS)的监管,并且每一笔增发都会有相应的资金入账,并进行账户审计。

如果执法部门觉得相关交易账户存在问题,便可以冻结相关的操作。GUSD的成功发行在数字货币的发展历史上是一个非常重要的里程碑,首先,它是由美国纽约州政府审批通过的,代表稳定币在法律上的合规,扫除了稳定币在欧美主流市场上未来面临的法律风险;

其次,GUSD有政府监管和审计,这相当于增强了GUSD的信用,主流市场也更认可这款稳定币,更为重要的是GUSD开辟了主流资本进入数字货币行业的通道。

案例3:MakerDao

MakerDao系统中界定Dai和MKR两种代币,Dai稳定货币是由抵押资产ETH支撑的数字货币,其价格与美元保持稳定。MRK是Maker去中心化自治组织的权益和管理代币,其中Maker是以太坊上的智能合约平台,通过抵押债仓(CDP)、自动化反馈机制和其他外部激励手段支撑并稳定Dai的价格。

用户将ETH发送到CDP的智能合约中进行锁定,同时按照一定的抵押率生成Dai,直到用户偿还Dai后方可拿回抵押资产。如果抵押资产下跌至低于其支持的数额,使得Dai的价值不足1美元,合约会自动启动清算。

MKR是系统的救市资产,当市场出现极端情况时,Maker需要在抵押资产的价值低于其支持的Dai的价值之前通过强制清算CDP并在内部拍卖抵押资产来进行对抗。

案例4:Bitshares

BitUSD是一个在Bitshares平台上的稳定币,以代币BTS做为抵押品,用于追踪美元的价格,任何人都可以自由用BTS抵押兑换并创建BitUSD,交易价格由去中心化交易所的BitUSD与BitShare价格决定。

若抵押代币Bitshares价值下跌,任何BitUSD持有人可赎回BitUSD并获得1美元的Bitshares。BitCNY是Bitshares平台上的另一个稳定币,其价值与人民币1:1锚定。

其本质是Bitshares内盘的一种无息借贷合约,每生成1份BitCNY背后有2倍价值的BTS来保证,BitCNY持有者归还1份BitCNY时,Bitshares平台归还抵押的2倍价值的BTS。

案例5:Basis

为扩张和收缩Basis的供给,Basis协议界定了三种代币,分别为Basis、BondTokens和ShareTokens。Basis为稳定通证,实现与美元1:1兑换比率;

BondTokens为债券币,类似于零息债券,其价格通常低于1 Basis,有效期为5年;ShareTokens为股份币,价值源于分红政策。Basis通过BondTokens和ShareTokens来调节市场上Basis的流通量,即当Basis价格相比美元价格下跌需要收缩供给时,系统会拍卖出售BondTokens来销毁Basis,市场上流通的Basis代币总量会下降;

当Basis价格相比美元价格上涨需要增加供给时,系统会增发Basis代币,首先按发行时间偿还未偿还的债券币BondTokens,若债券币清算完毕之后,系统将剩余新增发代币按比例分配给ShareTokens股份币持有者。

我们看到,稳定币大多都是跟双币机制甚至多币机制联系在一起,国内的“通证星球”是目前为数不多的多币机制代表,在通证星球的Token体系里,设计了“居民Token——星球Token——平台Token”的多Token体系,代表了未来发展的方向。

六、稳定币的未来发展

正如几百年前货币由贵金属向纸币演化一样,我们正处于货币由纸质向数字形式演变的特殊历史阶段。

一般而言,一个成熟的市场上只需要1~2种稳定币,稳定币的未来发展也很可能按照上述历史规律,开始由众多项目方发行,最终到1~2家。

稳定币未来也完全不可能真的遵循1:1储备的货币局制度,跟银行券的历史一样,这些稳定币在保留足够的储备金后,其余资金用来产生信贷。

换而言之,这就是稳定币的超发,而稳定币的项目方将会成为数字货币领域的早期准银行机构。

区块链的共识机制

一、区块链共识机制区块链中国行bitshares的目标

区块链是什么?简单而言区块链中国行bitshares,区块链是一种去中心化的数据库区块链中国行bitshares,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区块链中国行bitshares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区块链中国行bitshares

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。

BM是区块链的“扎克伯格”,开发了三大项目:Steemit、BitShares、EOS(下)

稳定币为加密货币空间提供了巨大的价值。稳定币本质上是一种与现实资产价值挂钩的加密货币。因此,这枚硬币可以永久盯住在一美元,一盎司黄金或白银,甚至是石油。这有助于用户避开加密市场的波动,并将其资本价值保持在银行系统以外的其他地方。

用户发行的资产可能是迄今为止在区块链上创建的最强大的工具之一。Bitshares网络上的用户可以创建代表一家公司股份、投票权,甚至是商品、服务或其他类型价值的欠条(债务票据)的股票。这一点很强大的原因是,在加密货币空间膨胀的同时,私募股权市场正变得更容易为投资者所接受。我将在另一篇文章中更多地讨论私募股权Bitshares。

是的,EOS。被称为“以太坊杀手”的EOS,是一种来自对EOS权益进行证明的区块链协议。该协议实现了计算系统的功能,提高了系统的处理能力。每枚Token代表网络上的一定数量的处理能力。EOS解决了以太坊区块链中的扩展和费用问题。与以太坊相比,EOS速度更快,效率更高,而且基本上是免费的。

EOS的主要用途是充当一个去中心化的平台,用户可以在这个平台上创建智能合约。智能合约本质上允许你与某人签订可以通过区块链自动履行的合约,而不会过于冗长。

假设你和某人在赛马上打了个赌。如果马A获胜,您将赢得10个EOS。如果马B获胜,你欠另一个人15 EOS。在正常的合约中,你会有另一个人不履行合约的风险。他要么逃城要么就是不给你钱。有了一份智能合约,你的钱包就会连接起来,理论上也会连接到一个报告赛马结果的区块链系统。有了EOS,这个赌注就会自动履行。

除了赛马之外,智能合约的力量可以极大地提高企业、政府和人员的效率和责任感。

在Dan所完成的所有工作中,与他的作品相关联的Token和硬币是目前使用最多的区块链协议。

Steem,Bitshares和EOS占区块链活动的79.5%。

所有这些创作提供了如此多的价值,但仍然如此便宜(在我看来)。我将继续将Steem、EOS和BTS添加到我的投资组合中。这不是因为我认为价格在短期内会表现良好,而是因为我相信所有这些技术的力量。

Dan的特点是,他不是世界上最有魅力的人,但他是一个超级天才!他会搞定的。没有炒作,没有胡说八道,只有直截了当的工作成果和行之有效的技术。

我很高兴看到了光明。

让我们为Dan Larimer加油吧!

翻译自: dan-larimer-the-mark-zuckerberg-of-blockchain

什么是Bitshares比特股(BTS)?

比特股是一个基于区块链技术区块链中国行bitshares的去中心化的金融服务平台和开发平台区块链中国行bitshares,它也是一个全球化交易网络。比特股系统中内置区块链中国行bitshares了一种同样名为比特股(简称BTS)的数字货币,BTS可以在中国比特币CHBTC交易平台上买卖。

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