Bytom2.0 共識算法介紹_INT

術語

Epoch：一個Epoch以一定的區塊數來記數，在同一個Epoch下驗證者節點是固定的，下一個Epoch會根據上一個Epoch投票情況產生新的驗證者。

Checkpoint：共識算法不會處理鏈中的所有區塊，而是以Checkpoint為單位來驗證，一般情況下以一個Epoch的區塊數作為一個Checkpoint。

Justified：一個Checkpoint在收到一次2/3確認后狀態為justified，justified的節點可能會被推翻。

Finalized：一個已經justified的Checkpointc的子節點被justified后，則Checkpointc轉化為finalized，具有finalized的checkpoint不可被推翻。

Art Blocks引入BytecodeStorage V1，以增強鏈上存儲能力:5月15日消息，生成NFT藝術平臺Art Blocks發推稱，在現有SSTORE 2基礎上引入BytecodeStorage V1以增強平臺的鏈上存儲能力，同時與以太坊核心路線圖、以及后續即將推出的以太坊對象格式（EOF）規范保持一致，新模型將支持把讀取和寫入分離到不同的數據庫中。

隨著EOF路線圖的完善，團隊將把其納入post-EOF BytecodeStorage V2計劃中，以緩解DApp處理過渡到不支持EOF合約、直接對傳統合約進行EXTCODECOPY的過程中。此外，團隊還決定增加對使用BytecodeStorage V0實現編寫的合約以及使用SSTORE2編寫的合約的向后兼容讀取的支持。在post-EOF中，與BytecodeStorage V1共享閱讀器的交互需要通過CALL而非基于讀取傳統合約的DELEGATECALL。[2023/5/15 15:02:53]

為什么我們需要升級Bytom2.0共識

技嘉GIGABYTE推出首個Web 3社區并在Polygon上發行AFWC NFT系列:12月26日消息，電腦硬件生產商技嘉 GIGABYTE 推出首個 Web3 社區AORUS Falcon Warriors，旨在利用數字生態系統推動創意和創新。同時技嘉還宣布在 Polygon 區塊鏈上發行配套的 AFWC (AORUS Falcon Warriors Club) NFT 系列，據悉該 NFT 系列將成為下一代 AORUS 數字社區的重要通證。目前 AFWC NFT 已在 OpenSea 上線，當前地板價為 0.2 ETH。[2022/12/26 22:08:53]

Vapor也采用了和Bytom2.0一樣的DPoS+BFT算法，且穩定運行了較長時間，并承載了很多應用，但同時也發現存在以下問題：

General Bytes加密貨幣ATM網絡遭到攻擊:8月29日消息，區塊鏈安全機構Halborn表示，General Bytes加密貨幣ATM網絡此前遭到黑客攻擊，攻擊者利用了ATM加密應用服務器（CAS）管理界面中的零日漏洞，在查找到端口7777或443上運行的公開CAS服務后，攻擊者利用該漏洞獲得對ATM的管理員訪問權限并創建新的管理員帳戶。之后，攻擊者將自己的地址添加到無效支付地址設置中，發送到General Bytes比特幣ATM的無效付款將被重定向到攻擊者的帳戶。[2022/8/30 12:56:19]

在高速出塊的情況下，每個區塊都要進行2/3的簽名確認將占用大量的網絡帶寬。0.5秒出塊使得鏈上數據占用的磁盤空間急劇膨脹；容易導致分叉；此外，也給一些錢包、瀏覽器造成了一些性能上的瓶頸。共識算法未經過有效的安全性驗證，傳統的BFT算法一般都需要兩次確認。Bytom2.0對共識進行了升級，以解決上述的幾個問題：

DigiByt創始人：建議使用區塊鏈進行選舉投票以擴大社交距離:金色財經報道，DigiByt創始人Jared Tate剛剛發推文稱：“如果每個人都對今年的選舉投票如此關注，為什么不讓親自投票持續數天以擴大社交距離？更好的是，為什么不使用區塊鏈技術來確保和進行投票呢？”。[2020/8/1]

采用Checkpoint為單位來進行驗證和簽名，大大減少了簽名確認所占用的網絡帶寬將0.5s一個塊延長為6s一個塊，降低分叉概率對每個Checkpoint進行兩次確認，第一次為Justified狀態，第二次才進入最終確認Finalized狀態Bytom2.0升級后，在以下多個方面可以獲得較大提升：

節約能源更好的性能提升更好的經濟安全性更強的擴展性

共識過程

1、在Bytom2.0鏈剛啟動時，由創世節點負責出塊。此時其他節點可進行抵押BTM來成為共識節點，普通參與者可對共識節點進行投票。

2、每個投票和選舉輪次稱為一個Epoch，一個Epoch包含一組區塊，在該Epoch中共識節點是固定的，下一個Epoch開始根據投票數量重新選舉共識節點。

3、當下一個Epoch檢測到有合法的共識節點達到一定個數時，創世節點停止出塊，由共識節點出塊。

4、從當前Epoch開始，每隔6秒出1個塊，每個共識節點按照票數排序輪流進行出塊。

5、Bytom2.0不會對每個區塊進行驗證，而是采用Checkpoint為單位來處理，一般情況下以一個Epoch的區塊數作為一個Checkpoint。

6、Bytom2.0會對每個Checkpoint進行兩次確認，一次是Checkpoint在收到2/3確認后狀態為Justified，此時還可被推翻，而等到其子節點也被確認為Justified狀態后，獲得二次確認并獲得Finalized狀態，此時獲得最終確認且不能被推翻。

7、為了防止無利害攻擊，Bytom2.0會對同時進行同一高度的兩個區塊簽名的共識節點進行懲罰，罰沒其抵押的部分BTM，考慮到這部分的復雜性，Bytom2.0會在共識穩定后逐步引入該機制

選舉和出塊過程

CheckPoint驗證

每個Checkpoint會經過一輪共識節點的驗證和簽名，當獲得超過2/3的簽名后，Checkpoint會得到一次確認，并設置為Justified。

狀態轉換

如下圖所示，黃色粗箭頭存在一條link，從某一個sourcecheckpoint到targetcheckpoint，如果該link得到2/3?簽名，target變成justified。如果source是他的直接父節點才會變成finalized，出塊會跟隨具有最大高度justifiedcheckpoint的鏈。

小結

Bytom2.0的共識算法，是基于Vapor共識算法的經驗和教訓，同時吸收了ETHCasper的相關設計理念，但對于其復雜的部分又進行了優化，推出的適合于比原鏈自身的一種創新共識。

Bytom2.0的共識算法，在節能，性能，對抗攻擊能力和擴展性等方面都具有優勢，共識算法作為區塊鏈底層最重要的基礎協議，必將在Bytom2.0上發揮巨大的價值。

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