一文相识Alaya共鸣计划（三）：初识Giskard共鸣协定_数字货币

[2021-01-31 21:40:39] 来源：编辑：wangjia 点击量：

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导读： 前面的内容中，我们分析了BFT共识协议的问题，以及几种主流的优化BFT共识协议，这些BFT共识协议在降低通信复杂度和出块效率方面都取得了不错的研究成果，但仍存在一些改进空间。一文详解ETH2.0：

前面的内容中，我们分析了BFT共识协议的问题，以及几种主流的优化BFT共识协议，这些BFT共识协议在降低通信复杂度和出块效率方面都取得了不错的研究成果，但仍存在一些改进空间。

一文详解ETH2.0：PoS质押给ETH带来深远影响

随着以太坊存储合约的发布，人们对ETH2.0越来越感兴趣。ETH2.0是对当前以太坊的升级，它要解决以太坊的可扩展性和费用等问题。ETH2.0是PoS链，跟当前以太坊的PoW链是两条不同的链。未来两者最终会融合。

前面的内容中，我们剖析了BFT共鸣协定的问题，以及几种主流的优化BFT共鸣协定，这些BFT共鸣协定在下降通讯复杂度和出块效力方面都取得了不错的研究成果，但仍存在一些革新空间。

PBFT较之于之前的BFT算法虽更有用，但因受制于的视图切换开支，在扩大性方面存在很大的问题。

Tendermint将round change和一般流程兼并，简化了视图切换逻辑，将视图切换的通讯复杂度下降为，但须要守候一个比较大的网络时延来保证活泼性。同时Tendermint仍然是串行出块和确认，一个区块的投票须要等上一个区块commit完成才入手下手。

EOS的BFT-DPOS共鸣协定中，区块生产者可以一连发生多少区块，同时区块采纳并行确认，进步了出块速率。应用BFT协定确认出块，但仅适用于强同步的通讯模型。

HotStuff创新地提出了基于leader节点的、三阶段提交的BFT共鸣协定，吸收了Tendermint的长处，将viewchange和一般流程兼并，并将viewchange的通讯复杂度降至线性。同时经由历程简化音讯范例，可以以pipeline的体式格局确认区块。但引入了新的投票阶段也会增添通讯复杂度，同时一个视图窗口只确认一个区块，这无疑须要消耗较多的通讯复杂度在视图切换上。另外，基于Leader节点网络投票的星状拓扑构造，比较适合于Libra这类网络环境优越的同盟链，在弱网环境中比较轻易受单点故障影响，形成较大的leader节点切换开支。

，在以上共鸣协定的基础上举行进一步的优化，可以极大地下降通讯复杂度，而且提凌驾块效力。

Giskard共鸣协定概述

Giskard共鸣协定基于部份同步网状通讯模型，提出了一个三阶段共鸣的并行拜占庭容错协定。网状的通讯模型更适合公网的弱网环境，

Giskard共鸣协定的一般流程和Hotstuff相似，分为prepare，pre-comit，commit和decide几个阶段。但Giskard还作了症结的革新：

Giskard共鸣协定有自适配的视图切换机制：在一个视图窗口内，节点接收到足够多的区块以及赞成票（凌驾2/3的节点投票，也就是 QC）时，会自动举行窗口切换，切换到下一个窗口，无需举行viewchange投票。只要时候窗口超时后，节点才会启动viewchange流程，而且在viewchange阶段引入了和Hotstuff一样的二阶段锁定投票划定规矩，同时应用BLS聚合署名，可以在的通讯复杂度内完成视图窗口切换。

依据上面的议论，Giskard共鸣协定只在一般流程以外才会举行viewchange，因而比拟HotStuff会有更少的视图切换开支。

接下来先给出Giskard共鸣协定共鸣中触及的相干观点及其寄义申明，便于以后对Giskard共鸣协定举行细致引见。

Giskard共鸣协定相干术语：

：Giskard共鸣协定中担任出块的节点

：时候窗口，每一个发起人只能在本身的时候窗口举行出块

：共鸣节点总数

：拜占庭节点最大数目

：示意为最少收到N-f张赞成票

：共鸣节点中非发起人节点

：当前发起人的时候窗口可以发生区块的时候局限

：每一个时候窗口的序号，跟着时候窗口递增

：当地最高的N-f 个PrepareVote区块

：发起人的索引号

：验证人的索引号

：发起的区块音讯，重要包括区块（Block），发起人索引号

：验证人对发起区块的Prepare投票，每一个验证人须要实行区块后才发送PrepareVote。重要包括ViewNumber, 区块hash, 区块高度，验证人索引号（ValidatorIndex）

：当时候窗口超时，发起人的区块没有都网络N-f个PrepareVote，则会向下一个发起人发送ViewChange。ViewChange包括发起人索引号（ValidatorIndex），最高确认区块（HighestQCBlock）

：对指定块高举行锁定

：超时（时候窗口到期可以看做发起人的超时时候）

：最大被许可

：两个View的ViewNumber相称，可以成为同一个View

| BLS署名

现在业界采纳的聚合署名计划重如果BLS聚合署名。BLS聚合署名是在BLS署名计划基础上的扩大计划。Boneh-Lynn-Shacham（BLS）署名计划是Dan Boneh，Ben Lynn, Hovav Shacham[9]于2001年提出的。BLS署名现在在很多区块链项目如Dfinity、Filecoin、Libra中都得到了应用。BLS聚合署名可以把多个署名简化为1个聚合署名，关于进步BFT共鸣协定中的通讯效力至关重要。

一种被称为rogue public key的进击可以使得进击者有机会在取得其他署名者的公钥和规范BLS署名信息以后，可以支配聚合署名的输出效果。

对这个进击的一种最直接的防备步伐是，介入BLS聚合署名的人都须要先证实各自确切控制了BLS私钥信息，并事前注册。这一历程可以经由历程应用一种简朴高效的零学问证实手艺（Schnorr非交互式零学问证实协定）完成。介入者在举行聚合署名之前，须要给出零学问证实，证实其持有公钥信息的同时，确切控制了该公钥对应的私钥信息。

（未完待续）