「网络节点」MASS 区块链共识引擎

原创 栀里墨思量  |  文章来源:币圈达人发布时间:2020-05-24 01:41  阅读 173 次 评论 0 条
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摘要:

MASS 共识引擎,致力于成为区块链共识层的基础设施。基于容量证明共识协议,MASS 共识引擎构建了一个无需许可、公平、节能、 安全、通用的共识层,以保障公有链运行过程中的根本安全。
MASS 共识引擎是通用的,可同时并行为多个公有链提供共

MASS 共识引擎,致力于成为区块链共识层的基础设施。基于容量证明共识协议,MASS 共识引擎构建了一个无需许可、公平、节能、 安全、通用的共识层,以保障公有链运行过程中的根本安全。

MASS 共识引擎是通用的,可同时并行为多个公有链提供共识服务。参与共识引擎维护的节点无需许可,即可通过存储空间运行 MASS 共识协议。 MASS 共识引擎运行的过程是绿色和公平的 -- 仅消耗极少的计算资源意味着人人皆可参与。

MASS Net是首个使用MASS共识引擎的公链,它是MASS共识引擎的价值贮藏,也将成为MASS生态内的价值锚点。

MASS社区是一个非盈利的网络社群,它将推动区块链的大众化作为己任,于2017年由任令博士发起。

它是如何运作的?

MASS社区。MASS社区是一个非盈利、开放的社区组织。我们的使命是将区块链技术带入大众生活,使其广泛并公平地造福于大众的社会生活。

MASS社区在2017年由任令博士发起。我们通过定期线下集会和持续的线上沟通来推动我们的交流、研究和协作。MASS社区欢迎任何认同我们使命的具有计算机科学、社会科学、经济学、金融及企业家等不同背景的专家加入。但是我们执行严格的进入标准,新的成员必须经过至少一半社区会员同意方可加入,从而确保我们的社区成员有深度、独立的见解和过硬的协作技能。MASS社区对研究和实施工作有着严格地要求,以此确保我们工作的卓越性。在时机成熟时,我们的工作都将以开源、共享的形式交付给大众,以促进更大范围的认知与协作。

MASS解决了什么问题?

在我们看来,使区块链技术进入大众生活的首要突破点即非数据结构层、也非合约层或应用层,而在于共识层 Layer 0。原因非常简单,一切区块链数据结构、合约或应用,之所以区别于任何传统的中心化、传统商业架构下的实践,本质上在于其经过了一个无需许可的分布式网络共识。

没有共识,任何基于区块链的数据操作(比如转账)都如无源之水;没有共识,任何基于区块链的合约和应用都如无本之木。简单来讲,如果Layer 1即基础区块链是为保障区块链安全性和分布性,并将信任传递给以扩展性、性能为主要追求的Layer 2的话,那么共识层就是Layer 0。没有优秀的Layer 0,Layer 1和Layer 2都将沦为毫无意义的空中楼阁。

比特币网络是一个创造性的工作,它不仅创造了精巧的Nakamoto共识,更第一次向人们揭示了一个具有大众效应的无需许可的分布式网络能够具有何等潜力。但是我们认为比特币网络毫无疑问存在许多缺点,其中最主要、最致命的缺点都与其共识机制密不可分:比如不可持续的能源浪费,不公平的、趋于中心化的挖矿等。我们不认为通常人们讨论的扩展性或合约层的缺失,是比特币网络的缺点,因为这些所谓的缺点都有相当成熟或有希望的解决方案。真正阻碍比特币网络成为大众可参与的区块链系统原因在于PoW共识算法本身。

从解决PoW的缺陷出发,我们首先发明并实现了PoC共识算法,并基于此构建了我们理想中的MASS Layer 0 共识引擎。何为优秀的Layer 0/共识机制呢?我们发展一个思考框架,并将这些特性定为我们工作的首要目标。

一个优秀的Layer 0 共识引擎必须是无需许可的。

一个优秀的Layer 0 共识引擎应该是尽可能公平的。

一个优秀的Layer 0 共识引擎不应浪费能源。

一个优秀的Layer 0 共识引擎应有足够的通用性。

一个优秀的Layer 0 共识引擎需要确保安全性。

MASS共识引擎有什么特点或优势?

自比特币诞生以来,其分散化、多副本、不可篡改和无许可地参与数据维护等特性深深地吸引着人们不断加入比特币社区,参与比特币网络的维护和推动比特币技术的发展。但由于 Nakamoto 共识对计算资源的强依赖,导致了特定群体对计算资源及电力资源的垄断致使特定群体对计算资源及电力资源的垄断,使其逐渐演化为一个趋于中心化的网络和资源寡头参与的博弈游戏。

为了从根本上解决比特币网络趋于中心化、共识过程高耗能、网络算力无法复用等问题,并致力于实现一个更加民主、公平、节能、安全、高可扩展和通用的区块链基础设施,MASS 社区提出并研发了高效的容量证明共识协议。节点参与 MASS 网络进行数据的一致性维护时只需向网络提供一个有效的不可伪造的容量证明,该证明只与节点提供的空间容量相关并且可被任意节点验证。

MASS 容量证明共识协议具有以下优势:

节点无许可参与数据维护、与 Nakamoto 共识协议相近的安全边界、节点网络演进更趋分散化、出块权竞争无需计算资源消耗、节点网络可并行支持多条区块链实例等。

采用了容量证明协议的 MASS 共识引擎具有以下特性:

安全性:采用时间-空间置换思想的 MASS容量证明协议确保了容量证明的不可伪造性;采用容量作为证明以及可验证随机函数确保了 MASS系统具有 51%容错;采用分叉检测惩罚机制可抵御 Nothing-at-Stake 攻击造成的分叉链湮灭主链。

公平性:MASS 容量证明共识协议可保证节点的出块概率只与节点提供的有效容量证明相关,并且有效容量大小的证明与数据的存储介质无关,使得所有参与 MASS 网络维护的节点拥有相近的边际成本。

低资源消耗:MASS 容量证明协议中只在初始化容量空间时有计算资源消耗,进入区块共识阶段其对容量空间的数据访问为 O(1) 次。因此采用 MASS 容量证明协议进行区块共识不需要持续的电力投入,在 MASS 系统进行区块共识时计算机资源消耗占比极低,不影响计算机的正常使用。当计算机不参与 MASS 网络中账本数据的一致性维护时,其可直接格式化容量空间换作他用。

通用及高可扩展性:在区块共识过程中节点只需对初始化空间做访问查询并不会对初始化空间进行数据操作,因此相同的容量空间可为多个区块共识实例提供容量证明,采用 MASS 容量证明协议的节点可以同时并行支持多条区块链实例。

如何获得MASS币?

参与 MASS 网络的维护,需进入 MASS 官网下载、配置、运行MASS全节点客户端。

在测试网期间,MASS 官网将提供挖矿与钱包一体化的全节点客户端,该客户端集合了容量挖矿、区块同步、P2P 网络、地址生成及管理、转账交易生成及签名等功能。用户只需下载一个 MASS 全节点客户端即可用容量空间(如,硬盘)参与 MASS 挖矿及转账流程的测试。

在主网运行期间,MASS 官网将提供挖矿全节点和全节点钱包两种客户端,挖矿全节点可参与 MASS 网络中账本的一致性维护,全节点钱包可进行 MASS 币的转账及生态治理等相关操作。

在挖矿前,MASS 客户端首先为用户生成一对公私钥,并使用该公钥按照容量证明协议的初始化算法生成一个挖矿需要的容量空间,以此作为下一步挖矿的基础。若用户需要多个容量空间填充存储介质,即可重复以上流程,初始化多个容量空间。

在挖矿时,在每轮出块时间窗口内,客户端都会进行尝试,寻找与上轮给出的抽签目标相符的容量证明,该容量证明从客户端已初始化完的容量空间中获得。随后由给定的质量公式选出全网最优容量证明,并使用初始化过程中生成的公钥,结合容量证明协议验证该证明的有效性。

最终,能提供本轮最优容量证明的公钥即为生成区块的公钥,相应的块将在全网广播并被接受,该客户端配置的收益地址将获得相应奖励。

MASS 安全吗?

基于容量证明算法的安全性与区块共识协议的安全性,MASS 满足区块链共识协议的安全边界。

容量证明算法的安全性主要体现如下:

容量证明的不可伪造:MASS 的容量证明算法采用了时间-空间置换的思想,若证明者提供了容量证明 S,则一定表明证明者按照预设规则填充了 S 的容量空间,其难以通过快速计算提供相应的证明。

51%容错:在竞争出块权时,MASS 网络中的每个节点都在自己初始化的容量空间中寻找符合当前区块的容量证明,并且节点出块的概率与当前节点初始化容量空间大小和整个 MASS 网络总初始化容量空间大小的比值相当。若某个恶意节点意图控制MASS 的出块权,至少需要全网 51% 以上的容量。但当其拥有 51% 以上容量时,其物理存储硬件的投入是巨大的。因此,恶意节点没有足够的动力来破坏 MASS 区块已达成的共识。

网络中抽签目标值的不可预测性:在 MASS 容量证明算法中每个区块会提供一个抽签目标作为所有节点搜索容量空间的目标值,该抽签目标值的生成通过可验证随机函数来实现,并且没有哪个节点能控制该抽签目标值的生成。因此,在相同的区块高度上,节点在竞争出块权时,具有相同的先验信息。

区块共识协议的安全性主要体现如下:

抵御分叉:分叉检测惩罚机制可抵御 Nothing-at-Stake 攻击造成的分叉链湮灭主链。由于 MASS 系统采用了容量证明算法,因此其存在 Nothing-at-Stake 的攻击风险,即同一个容量证明 S 即可作为主链的容量证明又可作为分叉链的容量证明,并且同时为主链和分叉链提供证明对于该节点是没有成本的。为解决该风险,MASS 系统采用了分叉检测惩罚机制,网络中若发现相同容量证明的主链区块和分叉链区块时,各节点会自动将该容量空间的初始化公钥纳入黑名单,从此拒绝该容量空间提供的证明。

抵御自私挖矿:在 PoW 共识机制中,恶意节点可通过隐藏已挖出的区块来赚取下一个区块竞争时的时间优势。但在 MASS 区块共识协议中,已初始化的节点寻找容量证明的过程非常迅速,因此 MASS 区块共识协议中不存在自私挖矿的策略。

抵御双花交易:MASS 系统的交易模式采用了 UTXO 形式,其安全性由非对称加密的数学证明来保证。区块的回滚由容量证明算法中的 51%容错来保证。

历史上的今天:

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