技術解讀：區塊DAG與PoS機制_區塊鏈

作者：StevenPu本文，我們將介紹如何運用區塊DAG拓撲結構，并結合權益證明機制來解決吞吐量和安全性的平衡問題。要包容

單鏈拓撲結構的一個主要限制是網絡一次只能接受一個區塊，如果網絡能同時接受多個區塊的話會有什么效果呢？一方面它能增加處理中的交易數量，另一方面能盡可能減少在網絡丟棄所有僅留一個分支時單鏈拓撲所浪費的資源。

有向無環圖的一個示例為了展現這個更具包容性的方案，我們選擇創建一個圖表，而不是線狀的鏈。大家可能沒有意識到，雖然大部分人認為區塊鏈是線狀的，但像比特幣、以太坊這種傳統單鏈實際上是由分支構成，且看上去更接近樹狀，而非線狀。這種類型的樹狀結構也是圖表的一種，說的再具體些，就是一個有向無環圖。「DAG」這個詞聽起來很復雜，但也就是名字比較特殊，它表現的涵義其實就是：圖表中的區塊是相連的。這些連接是有方向的，比如區塊A指向的是區塊B。任選一個區塊并沿著所指的方向走，無論哪條路徑都不會回到同一區塊——也就是說圖表中沒有閉環。要環保

動態 | Mphasis與QEDIT簽署協議 以提供基于區塊鏈的增強隱私技術解決方案:信息技術解決方案提供商Mphasis周四宣布與QEDIT建立合作伙伴關系，為企業提供基于區塊鏈的隱私增強技術解決方案。（Moneycontrol）[2020/1/23]

工作量證明機制不一定是所有單鏈的特征，但許多單鏈網絡，例如比特幣、以太坊，通常會將其作為共識算法的重要組成部分。在這樣的機制中，節點通過解決加密難題來獲得出塊資格，本質上就是一種去中心化彩票。但是，這種看似簡單而優雅的方法，其實非常耗電。劍橋大學的數據顯示，僅比特幣網絡每年就能消耗逾60太瓦時的電力，超過了瑞士全國每年的能耗總量。Taraxa希望能通過從PoW到PoS的轉型來避免消耗這么多能源。在PoW機制中，出塊的特權來自于外部資源的投入，包括昂貴的定制硬件和大量電力。而在PoS機制中，出塊資格由內部資源決定，即賬戶的持幣量。不過兩種方案的核心經濟動機是相似的，投入大量資源的參與者不會做惡或者破壞網絡完整度，否則網絡整體價值就會降低，他們自己持有的幣也會貶值，未來收益也會減少。但沒有免費的午餐

動態 | 中裝建設欲應用區塊鏈技術解決裝飾裝修行業供應鏈金融問題:據證券時報消息，中裝建設(002822.SZ)區塊鏈負責人方玉書表示，中裝建設正在大力推進區塊鏈平臺研發，聚焦應用區塊鏈技術解決裝飾裝修行業供應鏈金融問題。公司計劃通過區塊鏈技術幫助公司有效解決上下游的現金兌付壓力，減少資金占用，降低資金成本，進而提升公司的毛利率和凈利潤率。未來，公司將通過區塊鏈平臺為同行業公司輸出技術和提供服務，幫助同行業公司降低資金成本和完善管理，并由此獲取相應收益，公司致力于使此項業務成為公司新的利潤增長點。[2019/10/28]

包容與環保固然重要，但天下沒有免費的午餐，尤其是工程界。下面我們來談談做這些設計面臨的一些問題。問題#1：排序在單鏈中，兩個塊之間不存在相對排序的問題，因為每個區塊都是線性排列且有明確的父級。而在區塊DAG中，我們只能確定某個區塊子集的相對排序，其他排序是不確定的。這種叫做部分排序，在區塊鏈中，是完全不能接受的。

聲音 | 人大代表李君：使用區塊鏈等技術解決農產品溯源問題:據中國青年網消息，兩會期間，全國人大代表、四川省廣元市蒼溪縣白驛鎮岫云村黨支部書記李君就利用互聯網和數字技術助力發展品質農業，推進鄉村振興提出建議。李君建議創新使用數字技術手段，例如區塊鏈技術，解決品質農業的農產品溯源問題。同時，用數字技術將農產品生產、銷售過程透明化，進一步解決消費者與生產者、銷售者之間的信任問題。[2019/3/11]

藍色：清晰的相對排序；橙色：模糊的相對排序在上圖的演示中，我們可以看到藍色區塊的相對排序很清晰，因為區塊都是直接或間接連接著的。如果區塊A指向區塊B，那就必然意味著區塊A在創建時就知道區塊B，因此區塊B一定是在區塊A之前出現。但是，在同一張圖中，橙色區塊的相對排序就比較模糊，因為區塊之間沒有直接或間接連接。所以，最終就是有些區塊有明確的相對排序，而其他沒有。

動態 | 澳大利亞運用區塊鏈技術解決殘疾公民保險問題:據coindesk消息，澳大利亞聯邦科學機構正與澳大利亞聯邦銀行合作，測試一項旨在讓殘疾公民更容易支付保險金的區塊鏈申請。其目標是在該國的國家傷殘保險計劃(NDIS)中引入一個編號為區塊鏈的智能合同令牌，以便參與者和服務提供商能夠根據預先定義的條件執行支付，比如誰可以在什么截止日期前花掉某些資金。[2018/10/9]

我能插個隊嗎？但是，為什么排序這么重要呢？因為通常情況下，在處理鏈上交易時，按照不同的順序去處理交易會產生截然不同的結果。舉個例子，假設A現在有一個幣，然后我們來進行下面三種交易：A發送一個幣給BA發送一個幣給CD發送一個幣給A按照不同順序處理這三筆交易會產生不同的結果，例如：按照順序：交易1成功，交易2失敗，交易3成功按照順序：交易2成功，交易3成功，交易1成功區塊鏈中，排序是需要網絡達成共識的一個非常重要的屬性，所以只實現部分排序是不可接受的。問題#2:隨機性與延遲放棄PoW機制也就意味著放棄所有相關功能，這里我們來重點講下兩個功能：隨機性與延遲。

隨機性是指PoW機制隨機選擇節點出塊。當然這個“選擇”節點的過程并非由某個中心實體完成，而是全憑運氣，看哪個節點在什么時候先解決難題。為什么說隨機性重要？因為區塊生產者需要隨機挑選，如果不是隨機挑選而是在出塊之前就公之于眾，那他們就有可能成為攻擊、行賄及其他惡意行為的對象。此外，區塊生產者本身也會有很大動機去行騙或者暗中勾結，謀求私利——例如，把他們自己的交易安插在其他人之前，試圖創造分支實現雙花等。因此，隨機性能夠讓網絡更加公平，更加誠實。

延遲指的是解決PoW難題所花費的時間，比如比特幣的平均解題時間是設置在10分鐘左右。這種延遲能夠控制網絡出塊的頻率。放棄PoW機制后，我們需要尋找其他方案來制造這種延遲。可我們為什么需要延遲呢？首先，沒有哪個網絡可以無限處理多個區塊，因為每個節點都會耗盡帶寬、存儲空間、內存或者CPU，而無論哪種資源短缺都會是出現瓶頸的首要因素。其次，也沒有無限數量的交易要打包到無限數量的區塊中。理想情況下，網絡生產的區塊數量和每個區塊的交易數量應該根據網絡條件動態調整，但任何情況都不應該出現零延遲。問題#3:區塊效率

通過打包列隊中待處理的交易來生成區塊當節點生成區塊時，它會決定網絡接下來要處理哪些交易。在任意特定時間里，網絡中的每個節點都會維護一個待處理交易列表——這些交易已經發送到網絡中但尚未打包到區塊。新區塊生成的時候，節點會查看這個待處理列表，并選擇一個子集打包進區塊。隨著時間推移，不同網絡在挑選交易時形成了不同的慣例，其中大多數是受經濟激勵驅動。在任意特定時間里，如果網絡或節點未出現嚴重問題，那所有全節點看到的待處理交易列隊應該是差不多的。因為區塊鏈系統是一個點對點網絡，像交易和區塊這種重要信息會不停流傳到網絡每個節點上的，且延遲非常短。因此，在任意特定兩個節點中，會有一部分交易一方聽說了而另一方沒有；反之亦然，他們也會收到類似的一組交易信息，且創建的待處理交易列隊也會差不多。

如果每個節點看到的都是差不多的待處理交易，那么要求他們生產區塊的話，會生產出涵蓋相似交易的區塊，或者就是彼此相似的副本。顯然這不是我們想要的結果，區塊間的冗余交易只是在浪費精力——這一點都不環保。

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