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Pi对其根基协议Stellar Consensus上做了什么扩容升级?

我们一般谈及一个加密货币的时候,往往会谈到其技术,那么,Pi的技术根基是什么?本文就以白话文的方式了解一下Pi的技术根基。

Pi的根基技术:Stellar协议

Pi是基于Stellar协议和联邦拜占庭协议,那么Stellar协议和联合拜占庭协议是什么呢?

Stellar.org首席科学官David Mazières教授的论文中提出了《恒星共识协议》(SCP:Stellar Consensus Protocol),这是联邦拜占庭协议(FBA)的实现。恒星共识协议提供了一种不用依赖于封闭系统就可以准确记录金融事物来达成共识的方式。恒星共识协议是第一个可证明安全的共识机制,同时享有四个关键属性:

分散控制、低延迟、灵活信任和渐近安全。

简单地说,恒星共识协议是首个安全可靠的联邦拜占庭协议的实现,SCP是建立在联邦拜占庭协议(Federated Byzantine Agreement)之上的成果,是一种新的共识方法。Stellar采用修改过的拜占庭容错协议(BFT),称为恒星共识协议(SCP)。

拜占庭容错

即使个别节点任意妄为时我们也要确保达成共识,该行为即拜占庭错误。为了容忍拜占庭错误,SCP被设计成不需要完整节点集合的全体一致同意,整个系统便可达成一致协定,并且能够允许一些节点的欺诈或向系统发送错误的信息。

莱斯利·兰伯特(Leslie Lamport),是微软研究院的首席研究员,曾获得2013年图灵奖——计算机界的诺贝尔奖。这家伙觉得故事让问题变得受欢迎,因此他在提出观点和问题时常用故事背景吸引眼球,拜占庭将军的故事就是兰伯特在研究分布式系统容错性的时候编出的一个故事。外国研究人员引用欧洲历史来举例说明一个算法问题,假设拜占庭帝国的几支军队在敌人的城池外扎营,每支军队听命于自己的将军,这些将军之间只能通过信使传递消息。在对敌军进行侦察后,将军们必须制订一份共同行动计划。但是,有些将军可能是叛徒,这些叛徒会阻碍那些忠诚的将军达成共识。

什么是联邦拜占庭协议FBA(Federated Byzantine Agreement)?主要特点包括权力下放和容忍任意行为。

FBA带来了开放的成员名单以及对拜占庭协议的去中心化控制。任何人都可以加入,FBA以分布式的方式,使得法定人数或者节点足够的群体能够达成一致。每个节点决定信任对象,不同的节点不需要依赖于信赖相同的参与者组合即可完成共识。

什么是非联邦拜占庭协议?主要特点包括中心化以及容忍任意行为。

拜占庭协议采用的方法是确保可以通过分布式的方法达成共识,即使出现了拜占庭式的失败也不会影响。“拜占庭失败”指的是任意,包括非理性的行为。

非联邦拜占庭协议要求所有参与者对系统成员资源达成一致共识——这意味着这是一个中心化的系统。网络中的每个节点必须提前知晓且验证过。

Stellar恒星币现状如何

根据白皮书及其他公开资料,Stellar采用联邦拜占庭协议,本质上就是拜占庭容错协议(BFT),与Ripple瑞波的技术基本一致,但组织方式不同,每个联邦内通过多数节点的认同确定白名单节点,白名单节点的每个提案需要再获得该联邦内所有节点2/3的确认,节点可以交叉参与各个联邦的共识过程。

XLM是Stellar恒星支付网络中使用的通证,初始供应量为1000亿枚,之后每年计划增发1%,截止2019年2月23日共有约1047亿枚XLM。

XLM计划50%通过各种途径免费发放,分配给全世界的用户,以便促进Stellar的发展,目前已发放该部分通证的10.66%,25%的XLM通过增加覆盖地区,分配给某些金融服务匮乏地区的人群以及非营利组织,目前该部分已发放4.5%,20%的XLM,则通过BTC计划进行分配(向BTC和XRP持有者分发XLM,BTC持有者为19%,XRP持有者为1%)。剩余的5%则作为恒星发展基金会的运营费用。

基础链Stellar,总量1052亿个,流通量196亿,共识机制SCP,项目启动日期是2013年7月19日,2014年8月1日发行,上架交易所84个,截止2019年8月23日,XLM币单价0.48元人民币,全球市值12位,流通市值97亿人民币。开发综合排名16 (MyToken 评分69.80),数据来源于Github,代码累计提交数量由2019年2月22日的4638条,截止到2019年8月22日增加到5221条,平均每个月增加97条代码。

Stellar优点

实际应用来说,Stellar主要致力于解决跨境支付的问题,更加关注安全性问题,相比于传统跨境转账,它的转账速度仍然较快,且费率较低。

Stellar目前的主要合作方是IBM,通过与IBM合作的World Wire与多家银行合作,从而支持多种货币与通证的跨境转账。其多联盟的机制,使得Stellar在实际应用中相比于Ripple有更多的可操作性。

Stellar已经有落地钱包——萤火钱包,内置了去中心化交易平台。目前已经有超20家公司开始使用Stellar网络,Stellar最大的风险来源于网络的应用性,其最大的竞争对手为瑞波,当然还有其他的一些致力于全境支付领域的项目。

Pi的扩容升级

为什么要大篇幅介绍Stellar,因为Pi使用了Stellar协议,有人说XLM是瑞波的硬分叉币,只流通了18.7%便达到是全球市值12位,XLM的最大竞争对手就是瑞波币。如果按照这个逻辑,是否有人会说Pi是恒星的硬分叉币呢?那么XLM的对手又增加了一个,确切地说是Pi的两个直接竞争对手是瑞波币和恒星币,这三者的目标愿景是一致的。

比如,我建议我们都投票给A块作为下一个区块,“我投票支持A区成为下一个区块”, “我确认我信任的大多数节点也投票给了A块”,共识算法使得该节点能够得出结论:“A是下一个块;,并且除了A之外可能没有任何区块作为下一个区块”。即使上述投票步骤看起来很多,但是互联网已经足够快,而且这些消息都是轻量级的,因此这种共识算法比比特币的工作证明更轻量级。

Stellar和Pi的不同

Stellar主要由公司和机构(例如IBM)作为节点网络Stellar Network,Pi network则不同,Pi打算允许个人设备在协议级别上做出贡献并获得奖励,包括移动电话、笔记本电脑、计算机。现阶段测试版本是在APP上运行。Pi项目的一个目标是将Pi网络中的节点数量扩展为大于Stellar网络中的节点数量,以允许更多日常用户参与核心一致性算法。SCP保证安全, 这意味着在3-5秒之后就可以确定交易。

Pi节点消息传递路由:通过BDN,预计大部分时间都是可靠的,它的原始对等消息传递接口完全分散且可靠但速度较慢。BloXroute提出了一种区块链分发网络(BDN),它利用针对网络性能优化的全球服务器网络。虽然每个BDN由一个组织集中控制,但它们提供可证明中立的消息传递加速。

Pi将SCP应用于个人采矿

作为Pi矿工,Pi用户可以扮演四个角色。即:

先锋。Pi移动应用程序的用户,每天只是确认他们不是“机器人”。该用户每次登录应用时都会验证其存在。他们还可以打开应用程序来请求交易(例如在Pi中向另一位先锋付款)

贡献者。Pi移动应用程序的用户通过提供他或她知道并信任的先驱者列表来做出贡献。总的来说,

Pi贡献者将构建一个全局信任图。

大使。Pi移动应用程序的用户,他将其他用户引入Pi网络。

节点。作为先锋的用户,使用Pi移动应用程序的贡献者,并且还在他们的台式机或笔记本电脑上运行Pi节点软件。Pi节点软件是运行核心SCP算法的软件,考虑了贡献者提供的信任图信息。

所有角色都是必要的,因此只要他们在那一天参与并贡献,所有角色每天都会获得新创建的Pi奖励。

Pi的SCP升级

Pi对SCP进行了四部分更改,以便通过单个设备进行Pi币挖掘。

1、节点升级

我们将主要的Pi网络定义为Pi网络中所有完整节点的集合。每个节点的主要任务是配置为正确连接到主Pi网络。

Pi对现有Stellar共识部署的主要贡献在于它引入了Pi贡献者提供的信任图的概念,作为Pi节点在设置其配置以连接到主Pi网络时可以使用的信息。在选择仲裁片时,这些节点必须考虑贡献者提供的信任图,包括他们自己的安全圈。为了帮助做出这一决定,Pi提供辅助图形分析软件,以帮助运行节点的用户做出尽可能明智的决策。

2、移动应用用户

当Pioneer(先锋)需要确认某个特定交易已经执行时(比如他们已经收到Pi),他们就会打开移动应用程序。此时,移动应用程序连接到一个或多个节点以询问交易是否已记录在分类账户上,并且还获取该块的最新块编号和散列值。如果先锋也在运行节点,那么移动应用程序将连接到先锋自己的节点。如果先锋未运行节点,则应用程序将连接到多个节点并交叉检查此信息。

3、挖掘奖励

Pi网络每天使用一次SCP来计算在任何特定日期积极参与的所有Pi矿工(先驱者,贡献者,大使,节点)的全网新Pi分布。比特币在每个区块上分配采矿奖励,并且它给予矿工足够幸运能够解决计算密集型随机任务的所有奖励。在Pi中,不需要采矿池,因为每一天贡献一次的人都会得到新的Pi的精英分配。

4、交易费用

与比特币交易类似,费用在PI网络中是可选的。每个块对可以包含在其中的交易数都有一定的限制。当没有交易积压时,交易往往是免费的。但是,如果有更多的交易,节点按费用数值对它们排序,最高的费用交易位于顶部,并且只选择要包含在生成的块中的最高交易。这使得它成为一个开放的市场。

Pi实施:每天一次在节点之间按比例分摊费用。在每个区块,每笔交易的费用都会转移到一个临时钱包中,从那里最终分配给当天活跃的矿工。

Pi支付平台

Stellar是一个连接银行、支付系统以及广大民众的平台。集成的目的是实现快速、可靠且近乎无成本的资金转移。恒星币能够通过其转账任意一种货币,包括美元、欧元、人民币、日元或者比特币,简便易行快捷,它依托比特币区块链技术,可以在2-5秒内连接世界上的180种货币,连接银行、支付系统以及广大民众,减少跨境支付带来的交易费用和时间延迟。

简单点说,Pi在恒星协议基础上设计了四种角色概念,而且Pi挖矿更加公平。

Pi基于Stellar协议技术上,以更加公平的方式让每个人都能参与其中。

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