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Ulord共识机制背后的设计思想

Ulord共识机制背后的设计思想

作者: 728306dbc561 | 来源:发表于2018-04-28 15:44 被阅读83次

    Ulord采用POW+POS的共识机制,背后除了区块链去中心化思想,还带有一种社会责任感的设计思想。
    先上结论:
    1、绿色环保。
    2、共享经济。
    3、反垄断。

    在分析之前,先补充说明一些基本概念,懂得自动略过。


    一、最少必要知识(懂得自动略过)

    1、共识机制:是解决公共账本上记录和新币发行的机制。在ULORD中,POW解决记账,POW和POS一起解决发行。

    在一个互不信任的市场中,想使各节点达成一致的充分必要条件是,每个节点出于对自身利益最大化的考虑,都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则,判断每一笔记录的真实性,最终将判断为真的记录记入区块链之中。

    操作实现起来,节点太多了,不可能所有节点都表态。那么,就得选出一些节点,他们达成共识了,所有节点就可以相信这笔记录是真实可信的。

    各节点具有独立的利益并相互竞争,他们遵守规则能得到收益;恶意勾结起来骗取利益则难度很高、代价很大,高大到没人愿意去干。这一切,不是依赖中心制订的规则,而是依赖基于数学算法和软件的共识机制。

    共识算法包括POW、POS、DPOS等。

    2、哈希算法:哈希算法用于给数字内容唯一的标签(名字)。比如将一篇文章(如:“为什么人人都爱看美女.doc”)用哈希算法一算,得出一长串数字(哈希值):0f4a580b7881d368da。如果这篇文章修改了哪怕一个逗号,哈希值都会变得面目全非。

    哈希算法的特性是正算极快,即便一部几十G的电影,可以在0.1秒内得出哈希值。不可逆,无法通过哈希值反算得出源文件。

    3、哈希碰撞:任一文件得出的哈希值是随机的。既然是随机,存在万一两个不同的文件,哈希出来的哈希值相同了,这种情况就叫哈希碰撞。哈希碰撞的概率低到无限接近于0,比如,你下一秒钟收到通知,国际超级明星赵冰冰偶然看见你的照片,觉得你太帅了,以至于她不顾一切要嫁给你。

    4、哈希匹配:可以认为哈希碰撞不可能发生,但是可以限定一些条件,满足条件的叫哈希匹配。比如:哈希值B从开头起,具有6个以上0的就叫哈希匹配。如000000kdf34dfoij5ldsf02rjofefo开头起有6个0,符合匹配规则。

    5、POW:全称Proof of Work,工作量证明,是比特币和以太坊正在使用的共识机制。比特币系统出一道哈希题目:将现有的系统数据哈希成哈希值A,求一个随机数x,哈希(A+x)得出哈希值B,B要满足哈希匹配。谁先找到随机数x,谁就赢了这道题。

    A是确定值,从B不能反算出x。想得出x,有且仅有一个办法:不停的试,直到哈希匹配为止。

    为什么要做这么无聊的哈希运算呢?为了真金白银的比特币。你第一个算出来,按照白涛此刻写稿时查到的,系统会送你12.77459012个比特币(目前市值约74.399万RMB)。每10分钟就出一道题,诱惑大量的矿工去争夺第一。由于不能优化算法,只能试算,拼的是算力,谁的计算机运算更快,谁就更有可能得第一。

    比特币挖矿奖励
    6、POS:全称Proof of Stake,权益证明。POS要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。

    以太坊未来要转到POS,运作方式是,矿工需要锁定一定数量的代币才能参与记账,然后被随机抽取。你锁定的代币越多,那么,你被挑选成记账人的几率就越大。

    注意,Ulord的POS不是用来记账的,而是用来鼓励分布式存储(IPFS)。

    7、IPFS:全称The InterPlanetary File System,星际文件系统。当文件上传到IPFS网络,这个文件被分散成很多份,每一份都存在全国各地不同的硬盘里,每个地方都有这个文件的一部分。

    IPFS既不是项目名称也不是代币名称,而是一种网络传输协议。

    传统的Http协议是针对中心化存储方式(数据存在服务器上)的网路协议,IPFS是针对分布式存储方式的网络协议。

    Ulord没有服务器,因此采用IPFS的分布式存储。

    8、ASIC:一种为专门目的而设计的集成电路。中本聪设计的比特币推出之后,普通电脑就能挖矿。中国第一批矿工是游戏代练,安装个挖矿软件,每天也能挖出几个比特币。随着比特币的价值被更多人认可,开始算力竞赛:CPU挖矿→GPU挖矿→专业矿机挖矿→矿池挖矿。

    简单理解,除了CPU,后续出来的挖矿机都属于ASIC。


    二、为什么Ulord的POW拒绝矿机

    1、CrypoHello简介

    Ulord-POW算法是自己研发的,叫CryptoHello,采用CPU挖矿算法。

    白皮书明确说,该算法要防ASIC。

    CryptoHello 算法的输入为:上一个数据块的哈希值,本次区块头数据,以及随机数。经过一系列复杂运算,实现哈希匹配。算法设计原理包括但不仅限于:组合多种的哈希函数。这主要是防止 ASIC 芯片中针对每种哈希函数专门定制设计。如果是有很多种哈希函数,将大幅度增加 ASIC 芯片的芯片面积。

    CryptoHello 算法,使得计算效率在 CPU上较高,但是在 GPU、FPGA、ASIC 上难以发挥性能,即生产专业的 ASIC矿机是无利可图的。

    2、Ulord的POW设计思想

    解决的痛点:POW浪费资源。比特币长期为人诟病的地方是挖矿需要消耗大量电力,如果把所有比特币挖矿者视为一个国家,那么他们的电力消耗量位列全球第61位。V神要将以太坊由POW转到POS,初衷就是不想浪费能源。

    ULORD设计两种挖矿节点:家用电脑和云主机。

    前者是普通挖矿节点,普通电脑装上软件即可参与挖矿;

    后者是专业挖矿节点,挖矿算法设计上只适合CPU挖矿,因此可以搭建专业挖矿设备,不同于目前市面上的GPU矿机、ASIC专业矿机,而是一种专门为ULORD记账的设备,这种设备可能是云计算中心的云主机。

    使用云计算中心的资源就像使用自来水,使用多少,付多少钱。在Ulord这种挖矿算法下,人们为了获取挖矿收益,会使用云主机。云主机有大量闲置资源,使用云主机挖矿没有消耗更多的社会资源。

    小结:Ulord挖矿模式是吸引计算机闲置资源,优化资源使用调度,降低全社会资源消耗,绿色环保。防止专业矿机,避免资源浪费。


    三、为什么Ulord的POS拒绝纯土豪

    1、Ulord主节点的作用

    我们从Bittorent之类的P2P网络下载有个体验,想下载一部冷门的老电影,很难找到下载资源,或者下载速度很慢。P2P网络存在内容马太效应:越热门的,人们关注越多,越好下载;反过来,尾巴内容被逐渐抛弃、丢失。

    在IPFS基础之上,Ulord引入主节点技术,能有效避免主节点减少和传播时间延长等问题。所有节点都能提供分布式存储,相比普通节点,主节点为全网提供更大的存储空间和更好的传输服务。

    Ulord的POS机制围绕主节点,一方面给予主节点丰厚的奖励;另一方面对主节点提出严格的要求。

    对主节点的技术要求是需要提供1TB以上的存储空间,并且提供高QOS(Quality of Service,服务质量)。POS机制通过数据持有性证明和数据可恢复证明,随机对主节点的数据进行完整性验证,确保主节点能稳定提供数据存储服务。QOS具有考核机制,满足高标准的数据丢包率、网路通信延迟、数据重传次数,才能坐稳主节点,质量低会被淘汰。

    2、成为主节点的条件

    项目方计划在全球建立2500-10000个主节点,2018年全年发放2500个主节点。

    前期需向项目方申请主节点资格,取得项目方的同意。后期可自行建立主节点。

    2018年想成为主节点,首先要成为候选人;之后要存储1万ULD做押金、提供至少1TB存储容量,才可能当选主节点。

    怎么申请成为 Ulord 主节点候选人?

    (1)参与研读白皮书活动,认同Ulord的价值观,形成Ulord共识。写一篇关于Ulord为主题的文章投稿简书专栏。

    (2)参加招募城市合伙人活动,申请建立各城市Ulord分社区运营团队,在当地形成一定的影响力;建立350人以上活跃成员的本地社区,不得从固有社区批量导入,并对社区新成员进行区块链知识普及和Ulord价值观传递。

    (3)其他,比如技术贡献,特殊资源贡献(包括但不限于意见领袖资源,写作爱好者批量进驻示范性应用),对接Ulord生态上的孵化项目,合作开发DAPP等方式参与主节点建设。

    3、POS设计思想

    POS的原意是持有代币越多,得到的利息越多,在网络中的话语权越大,还可直接得到挖矿奖励。

    Ulord的POS不一样:

    -Ulord用整个网络25%的收益分给主节点持有者。

    -只有主节点能享受POS收益。

    -主节点持有ULD的权益证明,与挖矿并无关系。

    -其他节点持有的ULD再多,也不能分享POS奖励。

    Ulord的POS机制下,2018年,只投金钱的纯土豪是参与不进来的。主节点要充分认识和理解Ulord,和Ulord志同道合才行,不仅要投入金钱,更得投入时间和精力。

    通过POS机制筛选,主节点成为Ulord的第一批铁粉。主节点同时是Ulord项目的投资者、合伙人、建设者、运营者、使用者。

    四、总结

    1、Ulord采用POW+POS的混合共识机制。POW用于挖矿记账。POS用于激励主节点,夯实IPFS分布式存储服务。

    2、POW的CryptoHello算法防ASIC,专业矿机无利可图,避免资源浪费。普通电脑和云主机有了挖矿的机会和动力,吸引了闲置资源挖矿,绿色环保。

    3、普通人在Ulord不仅能通过内容创造和传播来获利,还可以挖矿获利。同时,每个参与者提供IPFS分布式存储,提高了Ulord内容平台的健壮性。这是一种共享经济的生态。

    4、ULD分配上,矿工可得35%,主节点可得25%。过去的矿池模式在Ulord行不通,矿工难以形成中心化组织,主节点又是Ulord的志同道合者。实现了权利的分散,垄断几无可能。


    我是白涛,区块链和通证经济的爱好者和写作者,欢迎留言交流。

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