中本聰在比特幣源碼中留下的彩蛋：1或3要比2好_POW

2009年1月9日，中本聰發布了比特幣首個版本的客戶端Bitcoinv0.1.0，時隔10年又7個月，開發者DukeLeto在其源代碼中發現了一個未曾被廣泛關注的彩蛋，其內容是：

“Nevergotoseawithtwochonometers;takeoneorthree。”

直譯過來便是：“千萬不要帶兩個航海經線儀出海，帶1個或者3個。”

那假設我們帶2個航海經線儀出海，會發生什么呢？

答：會出現兩個經線儀給出完全不同結果的情況，這個時候我們就會遇到困境，無法決定哪個才是我們需要采用的。

顯然，采用1個經線儀是最簡單的辦法，但也可能會有錯，而采用三個，就可取其中2個接近或者相同的答案，并以此作為標準。

研究人員：中本聰在最初5分鐘并未開采出比特幣:6月25日消息，比特幣研究人員Sergio Demian Lerner發表博客文章稱，中本聰在最初5分鐘并沒有開采出比特幣。這不是隨機的。因為礦工在前五分鐘內找到哈希難題解決方案的概率為0.39，而向中本聰這樣的礦工在5分鐘內采礦成功的概率幾乎為0。（Cointelegraph）[2020/6/26]

而涉及到比特幣，那么這句話就可被理解為與區塊鏈共識有關了。

(圖片來自：pexels.com)

傳統的三模冗余容錯

在計算機世界的三模冗余系統（簡稱TMR)，是一種N模冗余的容錯形式．其中三個模塊同時執行一個相同的過程，以多數相同的輸出作為表決系統的正確輸出，通常為三取二。如果三個模塊中的任何一個出現故障，其他兩個模塊可糾正并掩蓋故障。

分析師：原油所發生的情況類似于中本聰現身并拋售其部分加密貨幣:加密貨幣分析師Alex Krüger發推稱，原油所發生的情況類似于中本聰現身并拋售其部分加密貨幣，區別在于沙特和俄羅斯可以用石油壓低所有金融市場。[2020/3/9]

三模冗余

在TMR中，三個相同的邏輯電路被用來計算同一組指定的布爾函數。如果沒有電路故障，三個電路的輸出是相同的。但如果由于電路故障，三個電路的輸出可能不同。

多數邏輯門用來決定哪個電路的輸出是正確的輸出。如果多數門的輸入為1，則多數門的輸出為1，反之，多數門輸入為0，則輸出也為0。

多數邏輯門是一個簡單的“與或”電路：如果多數門的輸入用x、y和z表示，那么多數門的輸出就是

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傳統的拜占庭容錯共識

然而，簡單的容錯系統在不受控的環境下，是會出現問題的。在分布式的系統環境下，節點是由獨立參與者控制，因此，我們還需要為選擇惡意或者“拜占庭”行為的節點設計一些規則，這種共識，我們稱之為拜占庭容錯共識。

在比特幣出現之前，維護一個拜占庭容錯共識的P2P網絡的唯一方法，是使用一組封閉或半封閉的節點。此外，傳統的BFT算法所使用的節點選擇方法，與當前在中本聰共識中使用的方法不同。

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在開放的分布式網絡中維護BFT，需要使用一組特定的規則，這些規則既依賴于密碼學，也依賴于博弈論機制，以便創建必要的無需信任環境。

在pBFT系統中，共識模型只在一小群封閉節點中工作，其中存在大量的通信開銷，這阻礙了這些共識模型實現大規模化。在存在任意錯誤的系統中達成共識，通常需要特定的投票系統來幫助達成共識。對于使用pBFT共識模型的加密貨幣平臺，這種投票機制是基于一種輪換“領導者”節點系統。由于系統是由一個有限的、封閉的節點所組成的網絡，因此，對于這些節點來說，有效通信并確定提出每個新區塊的“領導者”是非常簡單的。

康奈爾大學教授Emin Gun Sirer公布“經典共識”+“中本聰共識”區塊鏈決策新模式:康奈爾大學教授、區塊鏈研究人員Emin Gun Sirer周四在紐約的Token Summit III上宣布了這一新協議，解釋說他們將“經典共識”和“中本聰共識”模型結合在了區塊鏈網絡決策中。他說這個協議的工作方式非常簡單，但卻非常強大。受到gossip算法的啟發，這個新協議通過一種刻意的亞穩態機制獲得了安全性。具體地說，系統通過反復地對網絡進行隨機抽樣，并將正確的節點引導到相同的結果。[2018/5/18]

如果“領導者”的行為是惡意的，其余節點的多數投票就可移除這個領導者。然而，在比特幣這樣的系統中，這顯然沒有很好的擴展性，在該系統中，對區塊鏈的整個狀態和所有交易的有效性的共識被分發到世界各地的數千個節點，這些節點不斷地連接和斷開與網絡的連接。此外，參與這一共識體系，需要一個固有的成本，以阻止參與者以惡意的方式行事。

因此，為了使比特幣作為一個拜占庭容錯P2P網絡運行，中本聰引入了PoW挖礦共識算法，并結合一組特定的規則來控制機制，以實現整個網絡的無信任共識，而這就被稱為經典的中本聰共識。

中本聰共識是怎么回事？

實際上，中本聰共識可被分為四個部分：

工作量證明；

區塊選擇；

稀缺性；

激勵結構；

這四個組成部分的結合和協調，使得比特幣成為一個價值轉移分布式網絡，它以無需信任的共識運作，只要多數挖礦算力掌握在誠實礦工手中，就能夠保證系統的安全性。

總體而言，PoW是推動比特幣共識最為重要的引擎，其旨在抵抗雙花和女巫攻擊的發生。區塊鏈是一個時間戳數據鏈，其中包含與前一個區塊哈希的每個區塊的交易。這為區塊鏈提供了不可變的特性，但如何判斷自己所在的鏈就是正確的鏈呢？這就是PoW的作用。

而第二點區塊選擇，則是中本聰共識區別于其他共識模型的關鍵組成部分之一。由于該模型是以PoW設計為基礎的，因此區塊選擇過程，具體指的是礦工為贏得下一個區塊開采的區塊獎勵而競爭的“抽獎”過程。

而在pBFT系統中，區塊領導者是通過循環的投票過程所選出的，該系統不存在挖礦的過程，而是由領導者選擇要添加到鏈中的區塊，并且需至少獲得2/3其余節點的認同。在比特幣中，是沒有投票程序來確定區塊領導者的，相反，它是在區塊中增加了一個nonce密碼難題，直到達到表示該區塊哈希的正確值和nonce開頭所需的零位。

網絡中的礦工們都在競爭解決這個難題，第一個找到解的便贏得這輪抽獎。然后，該區塊由礦池通過網絡傳播到其他挖礦節點，這些節點通過將該區塊添加到最長鏈來隱式投票接受該區塊為有效區塊。這個過程的一個結果，是消除了對區塊領導者的潛在第三方影響，因為這個過程是隨機的。

至于稀缺性和激勵結構，就是指2100萬BTC及新增幣比例不斷下降的設計，礦工們被鼓勵誠實地驗證和保護網絡，因為他們開采一個區塊獲得的獎勵便是比特幣。如果比特幣價值下降或網絡受到損害，礦工本身就會受到傷害。

重要的是，利用中本聰共識，比特幣成為了一個社會可擴展網絡。比特幣通過激勵設計、PoW以及一套治理規則來達成無需信任的共識，克服了人性中固有的問題，成為一種可靠的內在價值來源。

從效果上看，中本聰共識是拜占庭容錯的，但它顯然沒有達成共識研究人員傳統上所假設的共識。因此，它最初被視為完全脫離拜占庭容錯世界。

根據設計，中本聰共識可讓任意數量的節點以開放式的方式參與系統，而且沒有人必須要知道完整的參與者集。這些特性是非常重要的。

它比以往的共識算法要更簡單，其消除了以前共識算法在點對點連接、領導者選舉、二次通信開銷等方面的復雜性，這使其可在真實環境中輕松部署。

也因此，我們可認為中本聰共識就是1或3，1就是當節點全部一致做正確的事，3就是當節點當中出現部分錯誤或惡意節點時，取多數共識為正解，迫使少數節點回歸多數共識的鏈，并最終形成1，否則，就分叉出去。

你的理解是什么呢？

參考資料：1、https://en.wikipedia.org/wiki/Triple_modular_redundancy

2、https://blockonomi.com/nakamoto-consensus/

3、https://www.8btc.com/article/312296

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