Burst — 第3部分:容量證明,綠色的替代方案?

在工作量證明(PoW)能耗巨大、股權證明(PoS)偏向集中化的情況下,容量證明(PoC)會是區塊鏈公式算法的至尊法寶嗎?

照片:Thomas Kvistholt

證明方法?Proof-of-What?

在閱讀比特幣或其他區塊鏈相關技術時,我們經常會看到 工作量證明 和 股權證明 這兩個詞。對於比特幣而言,工作量證明是它天文數字般巨大能耗的原因之一。這些“證明”算法被加密貨幣網絡在挖礦過程中使用,就各自區塊鏈的現狀達成共識。簡單來說,挖礦是指一組非關聯的分布式交易處理器對網絡中所發生的交易進行驗證的過程。在進入Burst、容量證明算法的含義及其重要性等話題之前,我將先說說其他這些“證明”算法的含義,以及它們是如何形成的。

工作量證明

使用者:比特幣(Bitcoin)、萊特幣(Litecoin)和其他所有類似的

工作量證明

工作量證明(PoW)首次得到重視是在2008年的比特幣白皮書裏,其美妙之處在於它是第一個允許在沒有中央信任的分布式締約方之間達成共識的機制。盡管如今我們有了數種方法來解決這個問題,但那時,對於這個基本問題卻沒有任何行之有效的方案。

術語

哈希(Hash):Hash一種單指向的加密函數。哈希算法應該能夠獲取任意數量的數據並返回一個固定長度的字符串,該字符串對於此特定輸入應是完全唯一的。

隨機數(Nonce):Nonce是只能使用一次的任意數字。

礦工/挖礦者(Miner):加密貨幣網絡中的獨立交易處理者,目的是驗證交易。有時也稱作完整節點或節點。

總的來說,PoW在比特幣和許多加密貨幣中的運作方式如下:

  1. 設定集體難度等級。通常是指生成的“產品”或“答案”所必須具有的一些特性(例如:結果哈希值必須以連續3個0開始)
  2. 每個礦工(或節點)開始為答案生成猜測。他們通過從當前未確認交易、前一區塊哈希和所選隨機數生成新的哈希,來測試猜測。
  3. 如果礦工最終生成的哈希滿足步驟1,它會將其答案傳播給網絡的其余部分進行驗證。如果答案被驗證有效,那麽生成此答案的礦工就贏得了開采該區塊的權利。

能耗問題之所以讓人擔憂,是因為礦工的每一次“猜測”都需要電腦提供少量能量。目前,整個比特幣網絡的哈希率約為每秒17,000,000兆哈希,即全網每秒要進行17,000,000,000,000,000,000次猜測。進行這種計算所需的能源幾乎與匈牙利整個國家的消耗大致相當。

股權證明

使用者:Dash, NEO, Lisk

股權證明

股權證明最早於2012年引進點點幣(Peercoin)時出現在大眾視野,被視作解決PoW貨幣中固有浪費的方法。盡管是通過不同的途徑,PoS也解決了分布式共識的問題。

一般來說,PoS通過使用隨機化算法,根據挖掘節點的公共屬性(比如年齡或此節點所擁有的本地貨幣數量)來進行選擇。這使得挖礦過程至少在計算上比PoW算法便宜得多。請記住,這只是關於PoS的一個非常簡短的概述,感興趣的讀者會發現這個主題比我在這裏提供的更加深入和復雜。

雖然人們認為PoS系統比PoW“更環保”,但也要考慮到它的一些缺點。其中最重要的一點是,如果對富裕節點或早期節點給予過多權重,這種網絡很快就會變得分布不公。

容量證明

使用者:Burst(以及不久之後的比特礦石

容量證明

容量證明,也被稱作空間證明,於2013年在空間證明白皮書中首次提出。

PoC與PoW差別不大,除了有一點很不同:在PoC中,工作是在一個叫作“測繪”的過程中提前完成,然後再用此過程的結果驗證每個區塊,而不是花費巨大精力去驗證每個區塊。

基本思想也就是說,在PoC中,“工作”只在測繪期間完成一次,而不是每一個新區塊都要進行,使得PoC比PoW系統大大地節約了能源。礦工最終完成的“工作”量取決於他們能夠投入測繪過程的可用磁盤空間。

運行原理

如果妳不想知道如何在Burst的PoC系統中進行測繪和挖礦的細節,可以跳到下一節。

測繪是生成plot文檔的過程,這些文檔儲存了大量預先計算過的哈希。每個plot文檔包含多個8192哈希組中的一個,這些組被稱為隨機數(Nonce)。Nonce的大小正好是256kib(哈希為8192×32字節)。另外,一個nonce又被分為4096對哈希,每對是一個scoop。Nonce也可通過其索引號來識別,範圍是從0到2^64。

測繪過程需要輸入礦工的Burst地址,確保plot文檔只能由一個礦工使用。

關於如何生成plot文件這一更低級別的內容,您可以點擊這裏閱讀。

一但生成了plot文件,就可以進入實際的挖礦過程了。礦工首先從錢包中獲取當前區塊的相關信息,包括來自前一區塊的一個32字節哈希,叫做“生成簽名”,還包括區塊高度(當前區塊的索引)以及基於最後24個區塊計算出的“基礎目標,被認為是區塊的“難度等級”。

有了這些信息,礦工就可得到一個新的“生成哈希”,用來確定在nonce中驗證哪個scoop。在用基礎目標劃分哈希前,礦工對於適用的scoop會用新的生成簽名來運行附加哈希,這會得到一個返回的“期限”。期限代表著上一個區塊被挖掘之後、下一區塊被允許挖掘之前的秒數。擁有最小期限的礦工則贏得了挖掘(也稱作鍛造)下一區塊的權利。

關於整個過程更加詳細的說明,請參閱此文章

鍛造下一區塊的礦工會得到“區塊獎勵”,在撰寫本文時大約是1200Burst。

PoC的演進

最近的Burst Dymaxion白皮書提到了Burst PoC2和PoC3。PoC2開發作為Dymaxion努力的一部分正在進行中。PoC2的主要變化將會體現在plot文檔的格式上,以便提供SpaceMint白皮書中概述的針對“時間-內存折中”的保護措施。白皮書的作者提出,多做一點工作也許能讓一名礦工在占用更少空間的情況下與其他礦工形成優勢。

Burst PoC3被認為是一種後Dymaxion改變。它仍在PoC2的基礎上構建,但能夠儲存兩用數據(即Burst plot數據和非plot數據)。

PoC為何重要?

  • 容量證明是高效的

與使用ASIC來挖礦的PoW礦工相比,PoC非常高效。Burst交易所耗費的能量平均是比特幣交易的1/500。

  • 容量證明是廉價的

PoW挖礦需要昂貴、專用的ASIC鉆機或GPU,與此相比,您只需通過額外的筆記本電腦和外置HDD便能進行Burst挖礦。

  • 容量證明是分布式的

由於多余的儲存空間很常見,硬件便宜,競爭也不那麽激烈,更多的人可以參與到PoC挖礦中,這意味著網絡是更加分散的。

第一部分——何為Burstcoin?

第二部分——MacOS系統錢包設置教程

第三部分——能力證明

第四部分——網絡分析

第五部分——如何購買Burst

第六部分——通俗解釋Burst Dymaxion

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