平行现实和 IOTA 突破“多元宇宙共识”

关于我们宇宙的有趣事实:没有客观时间。每个观察者都会经历他们自己的持续时间和一系列事件,这取决于他们彼此的相对速度。甚至事件顺序也变得模糊:一个观察者同时发生的两个事件可能会一个接一个地发生在另一个观察者身上。

因为在分布式账本(如区块链或 DAG)中,没有客观的一系列事件。网络中的每个节点都会经历自己的交易顺序。不管你信不信:这种时间的相对性是你为比特币交易支付费用的原因。

与时间相关的网络很容易受到双花的影响

分布式网络由节点组成,节点相互告知他们对账本状态的看法。因此,当一个节点想要发出交易时,它首先会告诉它的相邻节点。然后他们将其转发给他们的邻居等等——信息在网络中泛滥。这种通信形式称为“闲聊”,具有高度可扩展性。然而,一个根本的副作用是交易的时间和顺序变得相对。每个节点看到自己的现实版本,就像物理宇宙中的观察者一样。问题:这为重复支出(双花)打开了漏洞。

平行现实和 IOTA 突破“多元宇宙共识”
图 1:经典的双花:节点 A 花费相同的资金两次,每次只告诉节点 B 或节点 C 有关每笔交易的信息。节点 A 和 B 通过八卦发现双花,但是他们无法就哪个交易先发生达成一致。

粗略但可行的解决方案:花钱请人处理冲突

直到今天,还没有区块链找到解决方案来建设性地处理时间的相对性。相反,双花问题普遍以一种相当简单的方式解决:减慢网络速度并将其组织成人工检查点,也就是“块”,以同步意见。问题是这些区块不会自然地从分布式账本中演化出来。相反,需要一个外部实体来任意定义它们。这个实体被称为“领导者”,通常由工作量证明(矿工)或权益证明(质押者)决定。他们确保创建一个没有内部冲突的块。

它有效:这种方法解决了双花问题。但是,它也带来了一些高昂的成本:

问题 1:领导者放慢一切

寻找领导者需要时间。网络以固定的时间间隔(块时间)停止,而不是连续顺畅的交易流。只有在一个区块完全验证后,才能处理下一批交易。

问题二:领导者要你的钱

矿工和利益相关者只能被信任,因为我们指望他们的经济利益。这种经济利益必须通过费用和/或代币通胀来持续满足。然而,收费与网络的可用性完全相反:它们是不使用网络的直接诱因,并且它们破坏了许多可能的用例(参见No-coin DLT 用例)。

问题三:领导者是中间人

只要常规节点自己不能直接将交易写入账本,而是必须向第三方(矿工/权益人)付款,加密货币就不是中本聪最初设想的:“点对点电子现金”。网络上的领导者(例如矿池)总是比网络上的节点少得多(在比特币中,4 个矿池控制着 51% 的哈希算力……)。这有严重的长期问题,我们在这里讨论。

IOTA 的激进想法:接受时间的相对性,抛弃矿工/质押者

IOTA 的基本概念之一是不坚持交易的总顺序。这个单一的决定会对网络产生直接而强烈的影响:

·无费用(因为没有需要得到报酬的领导者)

·快速(因为不需要等待区块被验证)

·绿色(因为没有竞争性PoW)

·去中心(因为所有节点都是领导者,而不仅仅是少数)。

平行现实和 IOTA 突破“多元宇宙共识”
图 2:区块链无法有效扩展,因为它们迫使交易自然流向固定大小的区块。IOTAs Tangle 允许所有节点随时自由地将交易写入分类账。

但是如何解决双花问题呢?

简答:民主

更长的答案:IOTA 开发了一种全新的“无领导者共识”,它基于并行现实的分类账状态tangle投票(又名“多元宇宙共识”)。

基于并行现实的账本状态允许每个节点对网络上的交易顺序有自己的看法。这意味着在每个时间点实际上都有许多版本的 IOTA 分类账:每个节点都有一个“现实”。这些现实甚至可能相互冲突!

因此,每当发生冲突时,网络就会有效地分裂(类似于量子物理学的多世界解释)。为了合并回一个共享的现实节点,必须找到网络中最长的分支——就像区块链中的“最长链获胜”共识一样。

但是如何找到最长的分支/现实?在区块链中,最长的链很容易被发现:领导者只需发布他们的哈希块,节点计算谁拥有最长的链。然而,在多元宇宙共识中,最长的分支是通过tangle投票找到的。

节点通过与其他节点闲聊来投票决定他们最相信哪个现实。然而,一个简单的“一个节点,一票”民主很容易被玩弄,因为每个人都可以廉价地创建他们想要的尽可能多的节点(因此也可以投票)。因此,需要一种秘密成分来保护网络。这种成分被称为“共识法力”(cMana),它是由节点通过处理网络中的价值交易获得的(因此“更有用”的节点具有更重要的意见)。

平行现实和 IOTA 突破“多元宇宙共识”
图 3:冲突将网络分裂为两个或多个“现实”。将大部分 cMana 聚集在其背后的现实是“最长的分支”。所有诚实的节点将通过删除任何相互矛盾的意见合并回这个分支。

随着时间的推移,网络的一个现实将积累 51% 的 cMana,因此将成为最长的分支。所有诚实的节点都会承认这一事实,并会放弃他们相互矛盾的意见,以便重新合并。这种方法可以导致极其复杂的多元宇宙结构,(例如,当在已经分裂的现实中出现新的冲突时),但是总会出现一个被大多数 cMana 认可的现实。因此,冲突是在“运行中”解决的,没有领导者,也没有任何费用。

IOTA在实现这一愿景方面有多远?

IOTA 目前处于“测试版”阶段(称为 IOTA 1.5 或“Chrysalis”)。主网上的价值交易仍然集中在由 IOTA 基金会运行的协调器节点下。不过,纯数据交易是完全去中心化的。

完全去中心化的“IOTA 2.0 DevNet”已经运行了几个月,但它的功能还不完善,仍在建设中。你可以在这里观看 DevNet :https : //v2.iota.org/visualizer


原文:点击进入

专栏作者:IOTA-方可

个人简介:我共发表了 182 篇文章,总计被阅读了284,064 次,共获得了 2,019 个赞。

作者邮箱 作者主页 Ta的文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注