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巴比特专访阚嘉:中本聪共识升级,EPoW实现无币的区块链存储_数字货币

[2021-02-10 09:36:08] 来源: 编辑:wangjia 点击量:
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导读: 首家配置BTC资产的上市公司MicroStrategy,想要做首家部署比特币业务的上市公司MicroStrategy正在组建一个团队,探索比特币数据和分析产品。 2018年5月,阚嘉受同伙邀约,来


首家配置BTC资产的上市公司MicroStrategy,想要做首家部署比特币业务的上市公司

MicroStrategy正在组建一个团队,探索比特币数据和分析产品。

2018年5月,阚嘉受同伙邀约,来到英国伦敦游学。行至白金汉宫和绿园,一行人讨论起IPFS,这激发了阚嘉的研究兴趣,那时的他在西交利物浦大学攻读硕士学位。

两年后,他沿着区块链存储的手艺路径,在密码学论文预印网站ePrint上上传了一篇论文--《Economic Proof of Work》,即“经济的事情量证实”(EPoW)。他在中本聪共识(PoW,又称“事情量证实”)的基础之上,连系存储证实手艺中的复制证实(PoRep),以实现无需加密钱币激励的区块链公链机制。

论文公然后,阚嘉与多位区块链行业的专家学者进行了交流。他惊讶地发现,纵然是区块链偏向上的学术事情者,复制证实的观点也并不普及,且许多以为研究区块链存储没有意义。于是,他希望借助媒体的气力,让EPoW获得更普遍的讨论。

10月尾,他将论文的中文提要版投稿到巴比特资讯。文章开头这样写道,“在中本聪发现PoW算法后的第12年,我们基于PoW提出了EPoW,本质上是一种Proof of Replication(复制证实)。然则这种复制证实的优点是,可以在做复制事情的同时,发生事情量证实。”

为什么提出EPoW?EPoW若何将PoW和复制证实连系?EPoW将为现有的区块链带来哪些改变?基于此,巴比特对阚嘉进行了一次采访,他提出了一些新的思索。

他以为,在寻找有用的PoW的偏向上,人人都在想办法替换PoW,而不是思索PoW算法还能做什么。EPoW有三个潜在的优势:一是对PoW进行了升级,找到了“有用”的共识算法,公链无需依赖加密钱币来激励矿工;二是取代Filecoin的复制证实的方案,用于区块链存储;三是激励自力挖矿,让老矿机重获“新生”,增强区块链平安。


提出EPoW的缘由


阚嘉提出EPoW有两个主要原因,一是出于对PoW的信仰,二是“区块链存储”是他研究生毕业论文的主题,也是博士阶段的研究偏向。

在区块链系统中,共识算法被用于保证差别节点的区块数据的一致性。对于可自由介入的公链,共识算法要求每个介入节点必须消耗一定资源天生证实,从而证实自己的身份,制止伪造身份导致的“女巫攻击(Sybil Attack)”。这里的“一定资源”,可以是PoW的盘算能力、内存相关的硬件资源,也可以是权益证实(PoS)的币龄、授权股份证实(DPoS)的股权等虚拟资源。

2018年春节,阚嘉用一个星期的时间,去推导比特币PoW的实现历程,“那段时间,我凭据自己对比特币白皮书的明白,从零到一去推导PoW算法。虽然焦点只有10行代码,然则自己悟出来比快速阅读教程文章更深刻。我们不停回看比特币PoW的实现方式,就越能感应事情量证实的完善,由于它是完全开放的,你不需要一定的资产就可以介入,而PoS和DPoS首先要有币质押才气挖矿。”

随后,2018年5月的英国之旅,让他意识到区块链存储的重要性,由于这是刚需,也是区块链应用的落地,同时也可能是大规模手艺落地的条件。而彼时IPFS还没有激励层,Filecoin才刚刚起步,绝大多数区块链公链自己都不思量存储。他决议把区块链存储作为研究生毕业论文的研究偏向。

时代,阚嘉的女儿即将出生,这让他对这项研究有了使命感。“作为父亲,我们想用照片或视频的方式记录下孩子的生长历程,而这些数据要可以保留100年。若是我们把数据放在云存储平台,我们并不知道自己的数据会被若何使用。我突然有一种使命感,外加上对区块链手艺的着迷,以是坚持了这么长时间,还没有一点想放弃的想法。”


EPoW的创新之处


我们用“抄作业问题”,来形貌区块链存储所面临的问题:一个班级里,至少需要一个同砚完成作业,全班才有作业可抄。

同理,把文件存储在多个节点中,纵然部门节点删除了文件,那么还可以从其它老实的节点恢复文件。一旦所有人都学会了这个“省钱”的方式,删除自己的存储的内容以节约资源,那么就会危害到数据保留的平安。一个学术的说法,称这种行为叫外包攻击。

若何解决这个作弊问题呢?谜底是复制证实。2017年7月,协议实验室(Protocol Labs)的首席执行官和创始人Juan Benet等人提出了复制证实(Proof of Replication)作为解决方案,斯坦福大学密码学博士Ben Fisch则是通过零知识证实的方式,为Filecoin提供了复制证实的实现方式。

复制证实的焦点头脑是,通过编码天生与源数据内容差别但巨细相同的副本并存储,并通过远程完整性检查来确保远程服务器确实存储了数据及其副本。

通俗来说,假设三个存储节点都有各自唯一的ID,当统一份文件被这些节点存储时,根据约定不存储文件的原文,而是存储用各自ID编码的复制文件,解码后的文件是一样的。

基于零知识证实的复制证实协议,协议实验室推出了Filecoin文件存储与检索系统。阚嘉并不看好Filecoin,他以为Filecoin提出复制证实的理论框架是对的,但可验证延迟(VDF)和零知识证实的算法让系统变得更庞大,且挖矿的门槛抬高之后,就成了专业矿工的游戏。

从PoW到PoS、DPoS,从平安擦除证实到空间量证实、可复制证实,在长达两年多的研究历程中,阚嘉走了不少弯路,也曾在关键环节纠结和倘佯。直到今年春节,他才顿悟到行使PoW去实现复制证实。EPoW使用PoW算法自己来完成复制证实所需要的编码事情,并存储文件。在这里,PoW被扩展为一种复制证实的编码算法,为有用的数据天生唯一的复制。

他总结了EPoW的三个优势:

一是对PoW进行了升级,提出新的共识算法,公链无需依赖加密钱币来激励矿工。在PoW共识算法中,矿工通过消耗更多的电力和硬件资源,以换取更多的加密钱币。EPoW则是按需付费,矿工靠出售存储资源赚取牢固费率的法币收益,顺便发生免费的PoW以珍爱区块链的平安。若是没有复制义务,矿工就无需消耗电力来完成无用的PoW,因此是“经济的事情量证实”。

二是取代Filecoin的复制证实的方案,用于区块链存储。EPoW 被看作无币区块链的关键手艺。与Filecoin相比,EPoW的算法实现起来比较简单,可以在树莓派等超低规格的服务器上运行。

三是激励自力挖矿,让老矿机重获“新生”,增强区块链平安。老矿机受算力和币价影响而关机,EPoW 是一种有用的 PoW,使用 EPoW 设计的区块链可以”复生”许多老的矿机,使得我们已往在算力上的投资没有白花。且无需加入矿池,EPoW 将使得区块链再次回到自力挖矿的田园时代,矿池将不再有能力获得寡头算力,这将极大的保障区块链平安。


反馈若何?


阚嘉以为,共识算法和区块链性能之间没有必然联系,PoW也能设计出高性能的区块链系统。同时,他抵触加密钱币的赌钱式玩法,“投契是人性,传统的股权投资能珍爱创业者,纵然项目失败了,还可以延续创业。而ICO的创业风险是很高的,创业者赌上自己的信誉,一旦失败就没有回头路了。”这也是他强调“EPoW 是无币区块链的关键手艺”的主要原因。

论文揭晓后,阚嘉最先努力追求反馈,但效果让他颇感意外,“以前我以为所有研究区块链的人都市领会复制证实,但实在不是。区块链的学术研究有许多偏向,区块链存储只占其中很小一部门,在社区交流中,许多人对区块链存储不感兴趣或以为没有意义。”

墨群盘算创始人王嘉平博士的回复给了他信心,阚嘉说,“在长达一小时的电话交流中,我把论文先容给了王博士。早先他对区块链存储并不伤风,厥后我讲解了复制证实和抄作业理论,他明白的很快。他以为使用PoW做复制证实的这个偏向上EPoW是没有问题的,然则不确定能不能完全实现,在存储产品化方面有问题尚未解决,比如在存储的历程中限速,就像百度网盘这样,文件可以下载下来的,然则下载的时间很长。”

EPoW新算法的提出,总会面临许多质疑。让阚嘉最为满足的是,EPoW并没有修改PoW,仅仅是将算法的输出做出了新的注释,因此EPoW不算是PoW2.0,而是PoW1.5,由于“中本聪真的太牛了。”阚嘉期待找到志同道合的小伙伴,让EPoW获得更普遍的讨论。

感兴趣的小伙伴可发送邮件至 jia.kan19@student.xjtlu.edu.cn,与阚嘉博士取得联系。

附:

Cryptology ePrint Archive: Report 2020/1117

《Economic Proof of Work‌》(论文原版)

《重新信仰PoW,详解EPoW(经济的事情量证实)‌》(中文概述版)

《Filecoin复制证实(PoRep)生长现状‌》

Benet J, Dalrymple D, Greco N. Proof of replication[J]. Protocol Labs, July, 2017,

Fisch B. PoReps: Proofs of Space on Useful Data[J]. IACR Cryptology ePrint Archive, 2018

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