大江网,IOTA?NANO?除了 PoW,为何咱们需求另一种加密结构 DAG,小年夜

车世界 admin 2019-04-30 298 次浏览 0个评论
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本文是 C极点气候hristopher Carr 在大江网,IOTA?NANO?除了 PoW,为何我们需求另一种加密结构 DAG,小年夜阿姆斯特丹举办的「Master Workshop: Layer 1 solutions」 研讨会上的讲演,由 James Ovenden 笔录收拾。在本文中,Christopher Carr 介绍了什么是 DAG 以及我们为何要运用它们,接着会评论一个其刚刚完成的依据 DAG 的名为 Graphchain 的框大江网,IOTA?NANO?除了 PoW,为何我们需求另一种加密结构 DAG,小年夜架。

讲演者:Christopher Carr

收拾:James Ovenden

翻译:蓝狐笔记社群 鑫鑫

什么是 DAG?我的讲演将包括以下内容。首要会介绍什么是 DAG 以及我们为什么要运用它们?然后我会谈到 Grap淮南搜索引擎优化赛雷猴hchain 结构,这是我们刚刚完成的一个依据 DAG 的结构。我们把它命名为 Graphchain。接着我们会评论规划挑选和首要应战,终究给出定论。

假如你对它的来历感兴趣,开端我和 Xavier Boyen、Thomas Haines 一同在 2016 年写了这篇论文 —— Graphchain:一种无区块链的可扩展去中心化账本。我们把它放到了 ePrint 上,在 ERIM News 上或许有一个更可读的版别。这篇论文在其他当地也有宣布,但这两个当地或许最简略找到。

什么是 DAG?

首要,DAG 是什么意义?它指的是有向无环图。这是图论中的一个数学术语,一般包括由极点和边组成的调集。边便是有序的极点对,在有向图中一般用箭头标明。假如不能从一个极点动身,沿着箭头回来一个极点,那么图便是无环的。你或许认识到这不完鹿鞭满是一个数学术语。

下图是一个 DAG 的比如。箭头标明边,橙色的方框标明极点。你能够经过查看发现图中没有环。你不能从其间一个橙色方框动身,沿着箭头回来一个橙色方框。这便是一个 DAG。你也能够给这些 DAG 加上符号。

假如这样做,你将得到一个所谓的偏序集。在我们所做的作业中,谈及了许多关于偏序集。这儿的思维是,假如你界说箭头指向一个比动身点更高的极点然后得到一个偏序,那么你会很简略发现 k 是一切字母中最高的那一个。你也能够很快发现关于 f 和 h,它们之间没有排序。我们所知道的便是 f 和 h 都高于 d 而且都低于 i。

因此,它是一个偏序,不像我们所了解的另一种 DAG,即区块链(下图),它是彻底有序的。实际上,假如你开端考虑怎样处理这些孤块,以及会有多少孤块,你会发现这真的很有意思。我没有时刻深化这个论题,但它真的很有意思,信任我。你会得到分叉,可是区块链本质上也是 DAG,仅仅他们遭到的约束更多。你无法具有一切这些额定的偏序。

为什么我们需求 DAG?

我们想要处理什么?这儿我们企图处理的首要问题是去中心化和扩展性。区块链技能存在许多问题。这或许是最常被议论的两个问题——还有一些其他问题,但我最感兴趣的两个问题是去中心化问题,这实际上归结为安全问题,以及可扩展性问题,这和可用性相关。扩展性问题依然存在。这些问题是从哪订机票里来的?这些问题好像源于买卖块的运用?或许是这样的。

我们整个项意图方针是:能否创立一个别系,让个别的尽力得到报答?首要的问题,或许你现已认识到了,是矿池形成了一些问题。它们形成问题的原因是实际上它们的权利有点太大了 —— 有些人以为它们权利过大。我倾向于这样了解。这不必定是坏事,有许多支撑和对立它们的论据,我真的不想卷进这个论题,可是假如我们不需求它们不是更好吗?

我们能否消除参加矿池的动机?这是其间一个问题。此外,这么做的一起,是否也能够答应更快的买卖处理。假如我们能够播送附加了作业量证明的买卖,收拾这些买卖并用它们构建一个图,会怎样样呢?那么,我们还需求区块吗?至少,这是依据 DAG 的思维。

为什么这很重要?由于 51% 的诚笃用户就足够了?不!这些我们早就知道了。那么,什么是去中心化呢?这是一个愈加扎手的问题。它跟分布式规划的概念有点混杂,所以你或许会问去中心化终究是什么意义。实际上我以为这个问题很难答复。有许多人考虑曩昔中心化的实在意义,特别是在加密钱银方面。大致上,我们期望全世界有许多运转相同体系的独立机器。假如有的话,就能够保证一切机器在核算上是等价的。就像我说的,这不是什么新鲜事物,人们现已议论了一阵子了。

我们在谈的这些是什么?我们在议论矿池和矿场。在 「全世界运转相同体系的独立机器」 上 —— 实际上机器在运转一个矿池体系。而且,从核算上等价的机器的视点来说,我们有矿场。因此,本质上我们具有一台才干十分强的机器。第二个问题我不以为是 DAG 有必要处理的问题。这取决于功用。

不过,可扩展性也是一个首要问题。当我们议论区块链时,为什么需求关怀可扩展性?由于区块链是区块的法国国旗线性调集,其间一笔买卖引证下一笔买卖。问题是,不管处理哪种类型的区块链,区块都包括必定数量的买卖。有某个特定的时刻段内能够接纳买卖。正如我们方才所听到的,我们知道以太坊的约束,也知道比特币的约束。

问题的一部分是由于我们有区块,而且将它们和如此多的买卖绑定在一同,所以我们或许会有两个不同的区块,其间一个包括买卖 T1 到 Tn,另一个包括买卖 T1 到 Tn'。我们不知道它们是否相同——或许它们包括相同的买卖列表,或许不是。

运用区块链,假如发作了割裂,我们就有必要从中挑选一条。这是一种分叉,对吧。因此,我们现在在等着看七味铁屑丸哪一条会被扩展,然后才干确认我们知晓哪些买卖。假如我在 T' 中有一些买卖,现在我将不得大江网,IOTA?NANO?除了 PoW,为何我们需求另一种加密结构 DAG,小年夜不等它们稍后在某个当地被包括进去。我们不能依靠所包括的买卖。

当然,这仅仅一般状况。能够幻想一下,由于一些失常的作业,你一起出产了许多的区块。运用区块链+,即以太坊和初水视频水出芙蓉 ghost 协议的内容,你就具有了能够被包括的叔块。这真是一个十分聪明的主见,但不会包括里边的买卖。因此,你依然能够奖赏或人的尽力,这是关于创立这个额定区块的一个十分正确的主意,由于人们应该因他们的尽力而取得奖赏。

本质上,整个主意是:我们是否也能够具有这样的体系,你能够在其间创立一个新的区块,一起包括来自 T 和 T' 的买卖,也便是这些买卖的合集?

这本质上便是 Graphchain。我们具有的东西是:假如没有区块会怎样样?买卖只引证之前的买卖,随意多少都能够。要发送买卖,只需求简略地搜集你认可的买卖并引证它们,并在买卖中附上一些作业量证明。

这是怎样作业的?

我们能够界说一种笼统的作业量证明函数。这是一个适当笼统的主意,但在实践中经过哈希函数很简略完成。假定作业量证明函身份证查询体系数 S 包括问题 a 和它的一个解 b。假如 b 是 a 的解的话,我们就说 S(a,b) 为真。以区块链为例,解或许是一个 nonce,你的 a 是指买卖调集以及和之前区块之间的链接和一切其他数据。

我们想对作业量进行量化,然后我们能够说这个作业量证明函数的工私照作量 =d。我们能够做到这一点,大多数时分都能够做到。假如你能部分地回转一个哈希函数,你能够说它必定花费了这么多的核算量,或许我们期望它花费了这么多的核算量。

因此,我们能够做到这一点,而且这现已发作了,由于矿池本质上是在做相同的作业。假如你为一个矿池作业,你不是先解出这个区块,然后把它交给他们,而是经过向他们展现你现已处理了一个更小规模的问题来证明你是在为他们作业。所以,假如是在比特币中,你或许想要找到低于某个阈值的数值。你向他们展现你现已找到了低于更高阈值的解——但至少它标明你正在为他们作业。

本质上,我们能够运用相同的办法。其意图是量化为处理某个问题所五十路做的作业。笼统函数能够是任何我们能够量化的寻觅问题解的难度。我们乃至不需求哈希函数,你能够幻想用其他办法来完成这一点。我们再一次企图野棱角把它作为一个结构来幻想。我们能够播送包括相关作业量的买卖。这样做的意图是我们能够说:这儿有一个区块,它的作业陆道长很忙量为 8。

因此,你再次拿走 DAG,然后你能够幻想一些数字,你能够说:好了,现在我们有了一切这些数字,这意味着什么呢?好问题。我们要做的是界说权重和高度这两个概念。这跟区块链十分相似,由于你有累积的作业量。一旦我们用作业量对图进行了符号,就能够用其他值来符号它了。

例如,关于权重,我们把这种累积作业量和买卖及其一切子孙相关联。高度是和买卖及其一切先人相关联的累积作业量。例如,你会发现,权重本质上便是把每一笔买卖中的作业量证明的值相加。

所以,我们能够说(下图),买卖的权重是 61。为什么这么说?由于它让我们慢慢地树立起关于该买卖在体系中的嵌套程度的概念。关于高度,你具有了一个核算一切子买卖的体系。风趣的是,买卖自身也核算在内。所以,关于第二个买卖(也鄙人图中,深赤色),我cvt变速箱们能够说它的高度为 80。本质上,这仅仅两个比如,但我们想说的是,我们能够树立一个概念,即一个买卖在图中的高度是依据它所包括的作业量证明的。

在依据 DAG 的体系中还需求做一件事。我们需求开端去除进一步下降的买卖。我们有必要这么做的原因是,假如给你一个新的图,因此你最近没有看到任何买卖,而且你有必要立刻核算出它们有多高,那么跟着体系中买卖数量的添加,它会很快变得十分耗费算力。你有必要约束这一点,并终究开端脱节进一步撤退的买卖。这是一件独自的作业。

这种依据 DAG 的规划添加了复杂性,这十分扎手。本质上,我们这么做的意图便是为了取得这种收敛性。假如买卖能够引证任何其他从前的买卖,那么经过什么来阻挠用户在十分老的节点上创立新买卖呢?

你需求供给鼓舞。这也是结构的一部分。我们需求鼓舞,期望用户从图的顶部构建新买卖,所以奖赏和高度的某种函数相关联。因此,为了简略起见,我只写了这些。可是,这并没有那么简略。比如说,假如这个函数是一个反函数,那么它将无法正常作业。可是你确实需求高度的某种函数来发明这种从前面开端作业的鼓舞。这样做的关键是我们大江网,IOTA?NANO?除了 PoW,为何我们需求另一种加密结构 DAG,小年夜能够履行买卖,并鼓舞人们在买卖的最前面开端作业。我们没有详细阐明这一点,由于我们在测验开发一个框显卡驱动架。

收敛的关键在于你终究得到了一个基本上坐落列表顶部的绿色买卖。它是收敛的买卖,而且它下面的每个买卖都是其先人的一部分。而且,依据这个函童玲数,每个人都想构建这个新的绿色买卖——假如你想要构建一个新的买卖,你将会引证这个顶部买卖。便是这个思维。

不过,我们还要忧虑其他问题。我们得忧虑一些相似于双花的问题。让我们考虑一个双花的场景。你有一个这样的买卖图(如下),忽然这两个赤色的买卖在双花某笔钱。

好,那你怎样战胜这个问题呢?比较一下这些买卖。终究你有必要比较这些并决议你想要继续运用哪一个。幻想一下你有一个活跃的对手的状况。我们能够将体系中的割裂归纳为:假如对手实质上想要永久坚持体系的割裂,会怎样样?基本上,你能够将其一般化为两个不能作为基础的图,由于你不能引证两个抵触的买卖。他们是否需求双花并保证体系永不收敛?

对手现在的局势是他们有必要依据这两个买卖中的一个进行构建。他们还有必要赶超网络中的其他节点,后者正企图在其间一个买卖上进行构建。因此,幻想一种状况,即诚笃的节点,或许更切当地说,鼓舞上兼容的节点首要创立了一个高度足够高的买卖,就好像「这是新的实在的图」,然后对手有必要在另一条链上创立一个新的买卖。我们能够给它分配一些概率。然后这种大江网,IOTA?NANO?除了 PoW,为何我们需求另一种加密结构 DAG,小年夜状况不断地发作,以此类推,你终究会得到这样的概率(如下)。

你能够看到它很快变得十分小。但这只在对手没有过半数算力的状况下才有用。这是它的论据之一。

仅仅为了给你们一点 Graphchain 的概述:你依照自己的节奏创立买卖,你会因个人尽力而取得报答。受鼓舞影响你更倾向于在顶部创立买卖,而且我们答应多笔买卖取得收敛性。作业量证明树立在更接近于实时的基础上,所以期望你具有这些由个人创立的小得多的买卖,而且作业量证明是由买卖的个别树立的。终究,结构关于作业量证明函数,或许乃至在某种程度上关于奖赏函数都是不可知的。

和现存 DAG 体系之间的差异

所以,你或许听说过其他的 DAG 体系。IOTA 或许是最著名的,有一段时刻它的市值很高。首要的差异是,它实际上没有任何鼓舞办法 —— 有一种挖矿方法,但实际上没有鼓舞办法。他们现在正在运用协调员。但它们在框图和内容方面十分相似,它们的网站运用的框图跟我方才展现的图很相似。你能够去查一下,其实挺有意思的。

其他的一些完成:Byteball —— 它们看起来有点相似,但在可信见证人这一点上有差异。Nano 选用分布式权益证明协议,经过投票消除抵触。这两mofos个别系都很帅,我主张你去研讨研讨。它们明显各有利弊。我们的结构企图变得愈加不可知,愈加去中心化。

定论

我不只从事学术研讨 —— 我们有这篇论文 —— 我也在挪威的 NTNU 全职开发这个结构并使之成为一种有用的加密钱银。我大约六个月前在挪威国家电视台上做了一次讲演,之后我和这些 TTO (技能转让办公室)的人员进行了攀谈,现在我正在尽力将其开展成一种有用的加密钱银——为了好玩,成果发现真的很难。但我们还处于项意图初级阶段。我们最近刚刚贵州省人民医院融了一些资金,正在招聘开发人员。

总归,我们正在尽力坚持乃至扩展去中心化加密钱银的思维,我们也期望有一个可扩展的体系。这是我们具有的最重要的东西。或许在有用中可扩展性会遭到某种程度的约束——但它很或许对许多用户都有吸引力。感谢你们的倾听。

问答

您能翻回到有平衡进犯的那页幻灯片吗?您在哪里展现了对手的概率?我想这儿没有说到,您是假定诚笃节点将会在某条链上进行构建,但实际上,诚笃节点不知道哪一条是正确的。

你说得对,但现实是,对手有必要一起在两条链上构建。假如对手知道诚笃节点正在哪一条链上构建,它就能够在另一条上构建。但现实并非如此,所以对手有必要一起在两条链上构建,因此也有必要拆分它的算力。这便是它的作业原理。实际上我在这儿漏掉了一个术语——一般状况下,诚笃的参与者们有或许会一起创立一条链。我有意这样做是由于我以为没人会注意到。不过,最首要的一点是,对手有必要将其算力拆分以便一起扩展两条链,由于它也不知道理性的参与者将会首要扩展哪条链马斯洛需求层次理论。

可是,您依然期望并行出块,由于这便是可扩展性的关键所在?然后在一条链上有诚笃的区块,在另一个链上也有诚笃的区块,它们的出块速率大致相同。只需求一点点哈希率来平衡两者。

我以为它们的速率大致相同,假如它们没有在这个术语所指的重要的点上往前推动的话。它依然会很快变得十分小。明显,这取决于对手的算力。

来历: 链闻

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