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2018
04/13
17:38
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  • 重磅分享【3】Genaro Network的技术优势分析

    科学技术是第一生产力。作为一个超过一半创始人都是程序员出身的项目,没有发生在硅谷、在新加坡、在上海无数次关于区块链底层共识机制的学习、思考、咨询和讨论,就不会有今天的Genaro Network。那么,就让我们跟随小编一起来看看:

    Genaro Network的技术究竟是

    如何脱颖而出的?

    重磅分享【3】Genaro Network的技术优势分析

    归根结底有三点:

    Genaro Network所使用的SPoR+PoS的共识机制是一个绿色可持续的共识机制,

    1) 能够解决PoW能源浪费问题;

    2) 能够解决纯PoS的安全问题;

    3) Genaro Network是首个结合分布式存储网络的的可编程公链,能够为开发者提供一站式、整合的解决方案。

    下面就让我们逐条展开。

    1. 一个绿色可持续的共识机制,有效解决PoW能源浪费问题

    在理解Genaro Network的共识机制(SPoR+PoS)前,首先来看看现在主流的共识机制PoW和PoS到底是什么。

    - PoW (proof of Work)共识算法:这是目前比特币和以太坊网络的共识算法,通过哈希算力作为工作量证明去竞争记账权。

    - PoS (Proof of Stake) 共识算法 : 权益计算法,进行一定量的通证押注来竞争记账权。POS是一种现在被应用于许多公链中的共识算法,可作为POW算法的一种替换。

    比起PoW需要耗费大量的电力和计算机算力来进行数学上的运算哈希,进行 “挖矿”,PoS可以被描述为一种虚拟挖矿。举个简单的例子,在PoW中,一个用户可以拿10000块钱来购买计算机,加入网络产生新区块,从而得到奖励。在PoS中,用户可以拿这10000块钱来购买等值通证,把这些通证当作押金放入PoS中,从而有机会产生新区块得到奖励。如果用户花20000块呢?在PoW中,他可以购买更多更好的计算机获得两倍算力来挖矿,从而获得两倍奖励。同样,在PoS机制中,投入两倍的通证作为押金,意味着他产生新区块并拿到奖励的几率也被提升到两倍。在PoS中,一个投入押金为10000通证的验证者被系统选择产生下一个区块的概率是一个投入1000通证验证者的10倍。

    那么为什么要用PoS代替PoW呢?

    诚然,PoW有许多优点,比如抗容错性很好,只有超过51%的节点攻击网络,网络才会失败。但是缺点也十分明显:一是性能比较低,消耗大量的资源,二是出块比较慢,10分钟左右。有英国的研究表明,2017年用在比特币“挖矿”上的电量超过29.05太瓦时twh(1太瓦时为1亿度电),超过了全球159个国家的年均用电量。爱尔兰全国(477万人口)一年的用电量也只有25太瓦时的电力。而今年的最新估计表明,这一数字已经接近哥伦比亚全国的用电量,达到59.6twh.

    重磅分享【3】Genaro Network的技术优势分析

    可以推算,如果没有在机制(mechanism)上的彻底变革,仅仅用于完成PoW计算的电力花费将迟早超过全球任何一个国家的年均用电量。更何况,电力能源属于二次能源,为了产生电力需要花费的一次能源(如煤炭、石油、水力、天然气)等等的消耗更是难以计数。长此以往,在利益的驱动下,假如未来全球大多数的能源都被用来挖矿而造成能源危机,中本聪不知道会不会为自己当年发明了比特币而后悔呢。

     

    Genaro Network共识机制的PoS部分相对于POW来说它有几大改进:在容错率保持50%不变的情况下,不再需要消耗大量的物理资源,大大提高了性能

    举个简单的例子,例如在进行PoW计算时,在一个区块没有被挖出来之前,所有的矿工都在进行同样的数学运算,无论完成了90%,70%还是10%,除了最后拿到区块奖励的矿工外,所有其他矿工投入于计算哈希的电力、CPU算力都是无法恢复、无法撤销的,对于下一个区块的产生毫无帮助——正所谓“一将功成万骨枯”。

    而PoS的设计则可以让进行了押注却没有拿到下一区块产生权的矿工在适当的时机取回自己的押注,使得资源可以被重复利用,不至于白白浪费。比如现在的EOS项目,使用的就是DPoS,在PoS的基础上进一步进行代理投票押注,因而处理速度和效率都比PoW有着显著的提高。

    Genaro在PoS的基础上添加SPoR,从而解决了PoS的安全隐患。然而!PoS的共识机制并不是完美无缺的,甚至是不安全的,这是因为缺少了pow的算力证明,恶意节点的攻击成本大大降低。例如著名的两个致命的陷阱——远程攻击和无利害关系。

    - 远程攻击(long range attack)

    来源于用户不得不撤回保证金的权利。意味着攻击者可以从任意长度的距离(比如回到过去的区块)建立一个分叉(fork)而不用担心被削减。一旦PoS押金被解除绑定,激励从当前区块开始前进的动力就没有了。当2/3的验证者都解除了绑定,并且共同回到过去的区块,恶意重新创造一条链,则原先的主链就会失效。

    - 无利害关系(nothing at stake)

    验证者通过在给定高度为多个有冲突的区块押注可以有效破坏主链的安全性而不用付出任何代价。(如下图所示)

    重磅分享【3】Genaro Network的技术优势分析

    Genaro Network的混合共识机制通过SPoR来筛选可信节点,也即要求共识节点付出一定代价(存储与算力),也即something at stake,于是nothing at stake不攻即破。此外,如果攻击者参与了过去的PoS,当解除GNX绑定后回到过去的区块,因为此节点不具备后来的存储信息(sentinel),则无法复原存储网络,不能将区块推进到当前高度,网络会判断它不是最长链,直接进行惩罚。

    那么SPoR算法,究竟是什么?

    PoR, 全称Proof of Retrievability,可检索性证明,是一个文件系统向客户端证明一个目标文件存在并未受损伤的证明。SPoR, 全称Sentinel Proof of Retrievability,是传统PoR的改进算法,设立“哨兵”来侦测数据可检索性,当文件被切分时,每个切分碎片会产生一个哈希值,这个哈希值,称之为“哨兵”,哨兵被派送至随机选取的节点中,这些节点被称为“挑战者”,每当客户端读取文件时,挑战者中的哨兵进行数据检索性证明计算,随机选取的挑战者根据博弈论避免恶意破坏性计算,这种方法可以极大的提升文件读取时证明计算的速度,从而提升文件读取速度。

    举个例子来理解,比如把一份文件切分为六份,冗余存储在不同的节点上,那么SPoR的功能就相当于把这六份文件和他们的备份分别编号(1-6),连同文件一起产生一个哈希值(1x-6x)存储在节点上。文件需要被取回时,随机选取的挑战者首先会验证节点提供的哈希值(1x-6x),只有正确时才能证明该文件是完整的,没有被恶意损坏——这样取回的文件里有了编号才能被重新拼成完整的文件,就好像拼图背面用来指示拼图碎片位置的编码一样。

    重磅分享【3】Genaro Network的技术优势分析

    因此,SPoR相当于进行了有意义的微型PoW计算,并且通过维持系统输入的信息量,保证了链运行的稳定性。(有意义的:是因为这个哈希是与文件存储的行为直接相关,而不是一个随机产生的需要计算的哈希函数)

    在实际操作中,当数据读取时,首先节点会在SPoR步骤中作为挑战者完成挑战,实现数据检索性证明,同时被Genaro网络确认为可信任的节点,当把数据存储的交易记录放在区块链上时,采取PoS权益证明,参与证明者来自曾被确认为信任节点的挑战者。这意味着,不仅解决了PoS权益节点选取的难题,而且高效选取,因为在交易产生的同时,这些节点就已经被确认了。

    3. 一套整合的解决方案:一个自带存储网络的公链 —— 可以使得数据被更快存储和提取,并且兼容性更好

    Genaro Network也许是全球首个提出结合了分布式存储网络的可编程公有链。可编程公有链又被叫做图灵完备的公有链,即对于全球开发者而言,都可以像以太坊一样,自己在该公链上编写DAPP, 达到各种不同的用途。

    为什么这种Genaro要设计这种自带存储网络的可编程公有链呢?

    因为懒惰是人类的天性。

    重磅分享【3】Genaro Network的技术优势分析

    举个例子,如果把公链比作CPU, 共识机制比作操作系统, 存储网络比作硬盘,那么Genaro Network就是真正为用户打造了一套一站式、整合的解决方案,一个真正的可以简单易上手的 、符合人类天性的实用工具。

    在此就涉及到与Genaro Network看起来有些类似的项目,比如Sia, IPFS, Storj等等,Sia致力于打造更安全的去中心化存储网络平台; IPFS(星际文件系统)是一种新的协议系统,它可以支持DAPPs的存储,被认为是可以替代现行互联网https协议的项目。Storj大体上和Sia是很像的,也是去中心化存储的网络,不同的地方在于Storj对文件的加密和分散存储的方式不同。

    可以看到,所有这些公司解决的只是部分的问题——改变的要么只是文件存储的方式(类似于硬盘),要么是共识机制(类似于运行系统)——只有Genaro Network进行了全面的布局,一个结合了存储网络的可编程公有链,仿佛一台真正配齐了硬盘、CPU和操作系统的电脑,数据可以被更快的提取和存储,也不会产生不同系统之间的兼容性问题。对用户而言,就好像买了一台电脑,不需要知道其中各个组件内在的工作原理,只要简易地开始使用就可以了。

    重磅分享【3】Genaro Network的技术优势分析

    也正因为如此,Storj与Genaro Network在去年决定强强联合,达成战略合作协议,愿意以技术互换的形式,让Genaro Network的开发者们能更专注于未来Genaro Network的核心技术——可编程公链的开发。

    总而言之,目前的存储网络与公有链是两个分离的组件,Genaro Network独创的混合共识机制将两部分紧密的结合在了一起,即把数据的交易记录到区块链中,又通过SPoR代替高能耗的PoW,提升PoS的速度和安全性。

    最后,Genaro Network在推动社会认知方面,也做着很多努力。比如为了构建整个生态体系而打造的通证系统GNX, 为了迈向实体而布局的Genaro Hub和Genaro Ventures,  在偏向底层技术架构和学术领域,Genaro正在和全球多所高校展开长期深入的合作;除了与Storj已经达成的协议,Genaro Network还在与其他知名区块链技术公司进行深度合作中,有一家本月内就会正式公布。

    正如神探夏洛克中所倡导的,“Brainy is the New Sexy” ,

    重磅分享【3】Genaro Network的技术优势分析

    对于Genaro Network,一家不断致力于追求技术革新、试图改变世界的科技公司,性感指数究竟有多少,时间会证明一切。让我们拭目以待!

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