ABS2.0: 基于授权人类工作证明的共识机制浅述

摘要

我们提出基于授权人工证明机制（DPOH）构建分布式共识协议，并以此为基础打造高并发公链ABS。DPOH共识机制融合DPoS及PoH算法，在解决DPoS算法过度中心化及垄断问题的同时，实现媲美DPoS的高并发量。DPoS算法通过投票选举委托人，通过委托人实现去中心化及高并发。然而，攻击人通过注册大量的账户进行机器投票即可轻而易举的控制委托人，形成事实上的中心化，进而控制区块链。DPOH机制采用人工证明来避免机器投票从而实现去中心化。PoH难题对人类需要耗费一定的工作量，而对于计算机来说是难以解决的，包括生成难题的计算机。而且PoH可以在没有任何人工协助的情况下由计算机公开验证，也不需要与生成人工证明的代理人进行交互。由于委托人的产生需要大量的人进行投票，因此通过挖矿聚集大量的人群，提高社群对委托人的认可度就变得十分重要。为此，我们提出基于平衡二叉树的级联挖矿机制，通过参与者在大小区之间的自动调节实现平衡二叉树，极大化挖矿参与者的利益，从而快速推动ABS公链的发展。

1. 介绍

像比特币这样的分散加密货币的出现有可能显着重塑分布式交互的未来。与传统货币相比，这些最近的加密货币具有多种优势，而传统货币依赖于集中管理机构。比特币式加密货币的核心是一种有效的分布式共识协议，允许所有用户就同一个公共分类账达成一致。当与其他加密工具（如数字签名）结合使用时，分布式共识协议可防止用户进行不诚实行为，例如“双重花钱”或花费其他用户的钱。区块链发展至今出现了以POW共识算法为基础的比特币和以太坊。然而POW共识算法存在并发量低的问题，为了解决区块链并发问题又提出了 DPoS共识算法。

以DPOS算法为基础打造的EOS公链因其高并发量号称区块链3.0，被认为是解决区块链高并发问题的重大进展。DPoS算法的灵感来源于公司股权治理，即通过治理公司的方式来治理区块链。公司股东通过投票选举董事会，董事会负责公司运营，公司股东周期性的通过投票来更换董事会。以此类似，DPoS算法让代币持有人投票选举多个委托人，由委托人来产生区块，多个委托人形成多个中心。然而在实际运行中，由于资本介入，币由少数寡头所垄断，基于DPOS算法的区块链最终变成中心化系统，与其设计的初衷相悖。DPoS算法事实上中心化是因为币的投票不等于人的投票，只有一人一票才能真正实现去中心化。因此，我们提出了基于授权人工证明机制（DPOH）构建分布式共识协议，并以此为基础打造高并发公链ABS。

DPOH共识机制融合DPoS及PoH算法，在解决DPoS算法过度中心化及垄断问题的同时，实现媲美DPoS的高并发量。DPoS算法通过投票选举委托人，通过委托人实现去中心化及高并发。然而，攻击人通过注册大量的账户进行机器投票即可轻而易举的控制委托人，形成事实上的中心化，进而控制区块链。DPOH机制采用人工证明来避免机器投票从而实现去中心化。PoH 难题对人类需要耗费一定的工作量，而对于计算机来说是难以解决的，包括生成难题的计算机。而且PoH可以在没有任何人工协助的情况下由计算机公开验证，也不需要与生成人工证明的代理人进行交互。由于委托人的产生需要大量的人进行投票，因此通过挖矿聚集大量的人群，提高社群对委托人的认可度就变得十分重要。为此，我们提出基于平衡二叉树的级联挖矿机制，通过参与者在大小区之间的自动调节实现平衡二叉树，极大化挖矿参与者的利益，从而快速推动ABS公链的发展。

我们认为基于授权人工证明的加密货币可能比其他方法具有许多优势。首先，采矿过程将是环保的。其次，不是浪费“人类周期”，而是有可能将人工的证据建立在有趣的活动上，教育甚至对社会有益。第三，人工的证据本质上是公平的，因为两个人通常 会进行相当数量的工作以产生人工的证据。因此，专业或富有的矿工不会比普通用户具有显着的优势。相比之下，在比特币中，在定制硬件上计算SHA27散列函数的成本远远低于在个人计算上计算SHA256的成本。最后，我们认为加密货币不太容易受到各州或少数专业矿工的51％攻击。

2. 授权人工证明共识机制（DPOH）

构建授权人工证明机制（DPOH）

DPoS通过使用委托人减轻了中心化导致的潜在负面影响。总共有N个委托人签署了这些区块，这些委托人由那些使用网络进行每次交易的节点进行投票选出。通过使用一种去中心化的投票流程，DPOS在设计上比同类系统更民主。通过减少对确认数量的要求，DPoS 算法大大提高了交易的速度。 通过网络投票决定，将信任托付给最可信的潜在区块签名节点，通过剔除不必要的人为障碍来加快区块签名过程。与PoW和POS相比，DPOS允许将更多的交易包含在一个区块中。DPOS技术使得加密货币技术在交易处理速度上可以与像Visa和万事达这样的中心化结算系统在同一个级别上竞争。

然而DPoS的投票是机器投票，事实上拥有大量代币的人可以通过控制大量的账户选举委托人，从而控制基于DPoS的区块链网络。因此为了使DPoS保持去中心，必须将机器投票变成人类投票。

DPOH机制首先让投票账户进行人工证明，以一定量的人类工作来证明自己并非机器，从而取得投票的权利。试图控制区块链网络的人可以轻而易举的控制机器，但是要让一群人同意投票给自己则必须向社群传播理念达成思想共识。由此，DPOH共识机制实现了数字世界的一人一票，超越PoW的一CPU一票及DPoS的一账户一票，真正在区块链世界实现去中心化，为构建民主的数字世界提供基础。

3. 挖矿机制

DPOH共识机制包括委托人和社群两个核心，因此挖矿奖励应该激励这两个方面。委托人负责出块，并从出块中获取区块奖励。在人工证明机制下，要成为委托人必须聚集足够 多的社群进行一人一票投票，基于DPOH共识机制的ABS公链天然具有强社群凝聚力。

ABS公链共101个委托人节点，任何人均可以申请成为委托人，申请成为委托人需消 耗20000个ABS。委托人通过投票产生，任何人均可以投票，投票消耗100个ABS，但投票前网络会进行POH，即要求进行人工证明。ABS公链是建立人工证明及人类投票的基础上的，因此聚集足够数量的高活跃人群是ABS公链安全可靠的重要保障。社群的聚集必然 是通过经济激励实现的，ABS公链提出级联矿池的挖矿方式。

本文来源：ABS铁粉信使
原文标题：ABS2.0: 基于授权人类工作证明的共识机制浅述

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编译者/作者：ABS铁粉信使

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