即将公募的Avalanche，会是新的财富密码吗？

原文戳这里(????)=?Demystifying “Snowflake to Avalanche”

不是每天都有分布式系统领域的人，站出来说"我有一个新的突破要告诉你。"但是，康奈尔大学的EminGünSirer教授说他做到了。在本文中，我们将向您描述两年前才出现的一系列新的共识协议，Rocket团队(化名团队)与Sirer教授合作，在IPFS上发表了一篇题为“ 雪花到雪崩：一种新型的亚稳态共识协议加密家族 ”的论文。本文建立在非学者理解不了的全面的细节和证明之上，在本文中，我们将为您简化和可视化协议，让您了解这种新方法。

当许多分布式计算机共享相同的任务和资源时，共识是要实现的最重要的目标之一。

一个典型的例子是在多个服务器上维护银行系统中的帐户余额。银行并不依赖单一的数据库来携带数据，而是依靠分布在全球各地的许多机器来处理这些交易，它们需要一种方法来跨所有这些机器维护稳定的视图，从而反映出帐户余额的一致表示。

另一个例子是保持对亚马逊在线购物服务的一致看法。为了在全球范围内扩展这些服务，它们必须跨大型数据中心(地理上)分布。亚马逊需要定期查看库存产品，否则可能会出现意外和不希望发生的行为，例如，最后一件商品可能两次卖给两个不同的人。

长期以来，这一直是计算机科学中的一个重要问题，为此，学者/工程师在过去的40年里一直在努力寻找有效的解决方案。在分布式系统领域，我们将仅描述两个现有的共识协议系列。

2.1.经典共识协议

第一类称为经典共识协议，是由两位伟大的计算机科学家莱斯利·拉姆波特和芭芭拉·利斯科夫开发的，他们都是图灵奖获得者，图灵奖相当于计算机科学家的诺贝尔奖。该协议的优点是多方面的，包括快速终结和快速保证已提交的交易。

然而，这是有代价的:

它们不能扩展到超过10到1000秒的节点。这是因为它们要求参与节点之间的二次通信成本，即O（n?）。

它们要求网络中的每个人都认识其他所有参与者。

基本上，它们的安全性归结为在确认看到相同内容并继续提交该内容的quorum节点之间明智的重叠。在构建许可的区块链时，这种方法是合理的，但是，当您处于不受信任节点的动态环境中时，它就不是一个良好的基础。因此，无许可链基于不同的协议达成共识。

2.2.中本聪共识协议

2009年，另一个新家族出现了。中本聪提出了他的新协议家族并提出了其强大的解决方案：

我们不需要知道网络中所有的节点。任何节点都可以在任何时间点离开或加入，任何矿工都可以提出一个块并参与系统。

它可以扩展到大量的全球节点和参与者。

然而，这些好处是有代价的，特别是:

比特币非常慢，平均来说，用户需要等待大约10-60分钟才能确认他们的交易被存储在了链上。

吞吐量也非常有限。比特币每秒可以处理3-7笔交易，当然，这与作为一种世界货币的任务是完全不同的。

最后，比特币消耗了巨大的能量;比特币的能量大约相当于4个切尔诺贝利核电站的能量，这在记录上花费了大量精力。

Avalanche出现并融合了两全其美的优势，特别是：

快速定时器和低延迟:也就是说，在全球范围内实现定时器大约需要2秒。这基本上意味着，2秒后，您可以得到您的支付处理和验证。

更高的吞吐量:每秒1000-10000个交易。

稳健:网络不需要就谁是参与者达成一致，就能达成不可否认的共识。

静态协议：最重要的是，该协议是绿色的。这意味着它是可持续的，它不浪费任何能源，也不存在矿工与用户之间利益分离的特殊生态系统。

其核心理念是:亚稳性

Avalanche的核心思想是亚稳性。对于一个共识协议来说，最糟糕的事情是无法在两种选择中做出选择，Avalanche的亚稳协议旨在将选择的方向引向一方。

为了解释该过程的核心直觉，让我们来看一个简化的示例，如上图所示。考虑一个去信任节点的网络，它们想要投票给蓝色或红色。

网络中的单个节点首先随机选择少量的对等节点(比如5个)，并让它们选择一种颜色。

每个对等节点然后响应一个投票，请求节点使用该投票形成所有投票的加权结果。在上图中（在第一幅中），从节点的角度来看，基于一轮轮询，整个网络都向红色倾斜。

每个人都会重复这个过程。

该协议类似于重复的次抽样投票过程。这里发生的是，即使我们一开始在最坏的情况下红蓝各占一半，在一轮之后，这种情况将不再成立。而且，在两轮之后发生这种情况的几率非常小，在三轮之后甚至更小，以此类推，指数衰减。小费的设计是为了给小费，而不是停留在中间。随着提示越来越多，网络的感知就会转向一种颜色。我们向一个方向移动的速度(节点对一种颜色的投票多于对另一种颜色的投票)将会越来越快，在某种程度上，我们会到达一个无法返回的点，即整个网络都同意一种颜色。

协议说明

a.高效可伸缩性:该协议是轻量级的，因此允许可伸缩性和低延迟。

b.拜占庭耐受性:它可以容忍很大比例的拜占庭参与者而不影响安全。特别是，您可以有多达50%的节点是拜占庭式的。这些节点试图欺骗网络，使整个网络不平衡，但是，它们将不能以导致两个节点决定两种不同颜色的方式实现这一点。

c.平等生态系统:Avalanche协议产生了平等生态系统。即网络中的所有节点都是相同的，没有矿工，也没有给予他们特殊特权。

d.对于冲突的交易没有活性保证:如果攻击者试图在两个不同的交易中花费相同的钱(重复花费)，那么Avalanche协议将无法在这两者之间进行选择，从而导致这些钱丢失。经典共识和中本聪协议可能已经决定了一个或另一个交易，然而Avalanche协议可能不会。对于协议来说，这是一个非常有趣的特性，它会隐式地、自然地惩罚不良参与者，而不会给协议带来任何额外的复杂性。

Avalanche代币:AVA，AVA -Avalanche的缩写，类似于这个协议所代表的新代币。

通过抵押进行防止Sybil攻击： Avalanche协议通过抵押AVA代币来防止sybil攻击。这意味着节点放权AVA代币以表明它们在系统中具有一定所有权，与Ethereum等是，这笔赌注不是抵押品，而且永远不会损失。如果你行为不端，你的钱没有被拿走的风险，所以这里的抵押只是为了确保你不能冒充别人。这是Avalanche协议的伟大成果之一，抵押不是用来达成共识的，事实上，它是完全独立的。

通过投票进行经济治理：整个系统给出的一个有趣的观点是治理。到目前为止，使用的核心思想是对抽样以达成共识。我们可以使用相同的机制来协商协议本身的关键参数，因此，例如，如果他们没有足够的权益者，网络可以决定提高铸造率。相反，网络可以决定降低铸造率以提高价格并减少货币的可用供应。相比之下，中本聪必须想出他固定的2100万铸造曲线，相反，“Avalanche”本质上是一种“群体预言者”，用一群人取代央行，这些人有一种既得利益，希望看到货币被妥善管理，以符合他们自己的利益。

人们经常谈论比特币使用的共识协议，就好像它是一种纯粹的去中心化方法，平等地决定所有网络参与者的意见。不幸的是，事实并非如此，在比特币中，决策大多是由矿工们做出的。

相反，Avalanche将共识问题从治理问题中分离出来。每个问题都是模块化和独立地处理的。共识是通过Gossip协议与循环子抽样的巧妙组合来实现的，公平的治理是通过抽样和赌注来实现的，从而在用户和他们的决策之间产生直接的联系。

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编译者/作者：风展

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