幽靈協定

幽靈是一個協定，通過這個協定，區塊可以包含不只是他們父塊的散列值，也散列父塊的父塊的其他子塊（被稱為叔塊）的陳腐區塊。這確保了陳腐區塊仍然有助於區塊鏈的安全性，並減輕了大型礦工在快速區塊鏈上的有優勢的問題，因為他們能夠立即得知自己的區塊，因此不太可能產生陳腐區塊。

基本介紹

• 中文名：幽靈協定
• 外文名：Ghost protocol
• 屬性：協定
• 簡稱：幽靈
• 作用：確保了陳腐區塊仍然具有安全性
• 套用學科：區塊鏈

概述

幽靈是一個協定，通過這個協定，區塊可以包含不只是他們父塊的散列值，也散列父塊的父塊的其他子塊（被稱為叔塊）的陳腐區塊。這確保了陳腐區塊仍然有助於區塊鏈的安全性，並減輕了大型礦工在快速區塊鏈上的有優勢的問題，因為他們能夠立即得知自己的區塊，因此不太可能產生陳腐區塊。

區塊：一個區塊是一個數據包，其中包含零個或多個交易，前塊（父塊）的散列值，以及可選的其它數據。除了初始的“創世區塊”以外每個區塊都包含它父塊的散列值，區塊的全部集合被稱為區塊鏈，並且包含了一個網路里的全部交易歷史。注意有些基於區塊鏈的加密貨幣使用“總賬”這個詞語來代替區塊鏈。這二者的意思是大致相同的，雖然在使用“總賬”這個術語的系統里，每個區塊都通常包括每個賬戶的目前狀態（比如貨幣餘額，部分履行的契約，註冊）的全部拷貝，並允許用戶拋棄過時的歷史數據。

父塊：父塊是指在模型中允許的最大的塊，被分割後形成的小塊稱為子塊。父塊的大小是根據鑽孔間距、採礦方法、地質條件和計算機的能力確定的。

叔塊：是父區塊的父區塊的子區塊，但不是自個的父區塊，或更一般的說是祖先的子區塊，但不是自己的祖先。如果A是B的一個叔區塊，那B是A的侄區塊。

陳腐區塊：對於同一個父塊，已經有另外一個區塊被創建出來之後，又被創建的區塊;陳舊區塊通常被丟棄，是精力的浪費。

區塊鏈協定

區塊鏈首先被表述為一個網路系統的基礎架構協定，在比特幣體系中，這個運行與點劉‘點架構的分散式網路系統中的基礎協定內容可簡單表述為在按照時間參數排序（或者某種不可更改的標準參數建立產生和存在秩序）的塊鏈，在加密技術支持下承載數據存儲和點對點傳輸及驗證，使之成為不可逆和E自動及內生信任的數據系統，因此，點對點方式本身成為其基礎協定內容的一部分。

由此，我們完全可以以簡單區分區塊鏈協定對傳統網際網路基礎協定內容的改變或升級。傳統網際網路的數據生成沒有對數據本身的規制。數據儲存依賴於中心節點上的伺服器，基於對中心化權力的不信任和數據生成信任機制的匱乏，區塊鏈基礎協定實現了對此缺陷的反撥和矯證。因此它是在基礎層面改變網際網路秩序，其意義和技術表現都屬於基礎架構上的。人們對此有較廣泛的共識。

在此基礎下，區塊鏈的基礎架構協定的意義被引申至經濟結構和社會結構層面。區塊鏈技術推動者，首先將網際網路TCP/IP協定對市場結構的改變，認定為是對市場關係的重大調整，因此才造就阿里巴巴和尤布這樣的基於網際網路的商業模式和商業企業。這也是網際網路改變人們生活方式和經濟活動方式的原因所在，當人們更多的生活和經濟活動依賴於網際網路時，其所遵守和執行的是TCP/IP協定。

區塊鏈網路一旦跨出其特定網路。如比特幣網路範疇成為市場甚至整個社會基礎網路架構，它也將成為其對應和支持的網路系統的基礎協定。所有市場關係的建艇將直接包含公平、透明、開放、信息共享、點對點構造要求的內置硬約束，所有人只能遵守和利用這些規則，但不能改變它。就這樣，區塊鏈一旦成為社會關係基礎協定，包括社會管理、政府作用及其方式，必須執行權力虛置的協定要求。

區塊鏈的共識機制

區塊鏈的自信任主要體現於分布於區塊鏈中的用戶無須信任交易的另一方，也無須信任一個中心化的機構，只需要信任區塊鏈協定下的軟體系統即可實現交易。

這種自信任的前提是區塊鏈的共識機制（consensus），即在一個互不信任的市場中，要想使各節點達成一致的充分必要條件是每個節點出於對自身利益最大化的考慮，都會自發、誠實地遵守協定中預先設定的規則，判斷每一筆記錄的真實性，最終將判斷為真的記錄記入區塊鏈之中。換句話說，如果各節點具有各自獨立的利益並互相競爭，則這些節點幾乎不可能合謀欺騙你，而當節點們在網路中擁有公共信譽時，這一點體現得尤為明顯。

區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學算法，在機器之間建立“信任”網路，從而通過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。

現今區塊鏈的共識機制可分為四大類：工作量證明機制（PoW）、權益證明機制（PoS）、股份授權證明機制（DPoS）和Pool驗證池。

工作量證明機制

工作量證明機制即對於工作量的證明，是生成要加入到區塊鏈中的一筆新的交易信息（即新區塊）時必須滿足的要求。在基於工作量證明機制構建的區塊鏈網路中，節點通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權，求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。工作量證明機制具有完全去中心化的優點，在以工作量證明機制為共識的區塊鏈中，節點可以自由進出。大家所熟知的比特幣網路就套用工作量證明機制來生產新的貨幣。然而，由於工作量證明機制在比特幣網路中的套用已經吸引了全球計算機大部分的算力，其他想嘗試使用該機制的區塊鏈套用很難獲得同樣規模的算力來維持自身的安全。同時，基於工作量證明機制的挖礦行為還造成了大量的資源浪費，達成共識所需要的周期也較長，因此該機制並不適合商業套用。

權益證明機制

2012年，化名Sunny King的網友推出了Peercoin，該加密電子貨幣採用工作量證明機制發行新幣，採用權益證明機制維護網路安全，這是權益證明機制在加密電子貨幣中的首次套用。

與要求證明人執行一定量的計算工作不同，權益證明要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權即可。權益證明機制的運作方式是，當創造一個新區塊時，礦工需要創建一個“幣權”交易，交易會按照預先設定的比例把一些幣傳送給礦工本身。權益證明機制根據每個節點擁有代幣的比例和時間，依據算法等比例地降低節點的挖礦難度，從而加快了尋找隨機數的速度。這種共識機制可以縮短達成共識所需的時間，但本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算。因此，PoS機制並沒有從根本上解決PoW機制難以套用於商業領域的問題。

股份授權證明機制

股份授權證明機制是一種新的保障網路安全的共識機制。它在嘗試解決傳統的PoW機制和PoS機制問題的同時，還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負面效應。

股份授權證明機制與董事會投票類似，該機制擁有一個內置的實時股權人投票系統，就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會，所有股東都在這裡投票決定公司決策。基於DPoS機制建立的區塊鏈的去中心化依賴於一定數量的代表，而非全體用戶。在這樣的區塊鏈中，全體節點投票選舉出一定數量的節點代表，由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。同時，區塊鏈中的全體節點具有隨時罷免和任命代表的權力。如果必要，全體節點可以通過投票讓現任節點代表失去代表資格，重新選舉新的代表，實現實時的民主。

股份授權證明機制可以大大縮小參與驗證和記賬節點的數量，從而達到秒級的共識驗證。然而，該共識機制仍然不能完美解決區塊鏈在商業中的套用問題，因為該共識機制無法擺脫對於代幣的依賴，而在很多商業套用中並不需要代幣的存在。

Pool驗證池

Pool驗證池基於傳統的分散式一致性技術建立，並輔之以數據驗證機制，是目前區塊鏈中廣泛使用的一種共識機制。

Pool驗證池不需要依賴代幣就可以工作，在成熟的分散式一致性算法（Pasox、Raft）基礎之上，可以實現秒級共識驗證，更適合有多方參與的多中心商業模式。不過，Pool驗證池也存在一些不足，例如該共識機制能夠實現的分散式程度不如PoW機制等。