五分钟带你认识Sperax

由北美顶级密码学教授发起的Sperax协议致力于在开放网络环境中构建最安全的共识公共链平台。 Sperax使用SperaxBFT作为基础共识协议，它可以抵御DoS攻击等各种恶意攻击。

在这里，我们将介绍Sperax的技术特点，也希望在新的一年里，能有更多的成员参与到Sperax的社区中来。

Sperax是基于权益证明（PoS）的区块链，采用BFT共识协议，该协议优先考虑安全性和活跃性，旨在通过在开放网络中提供更高级别的安全性来促进区块链生态系统的发展。

摘要

大多数基于PoS的区块链使用BFT来确定唯一的下一个块。但是，当前已部署的PoS区块链中使用的大多数BFT都是基于过于理想化的假设（例如持久安全、可靠的点对点通道）来设计，而这些假设通常对于Internet环境而言是不成立的，例如在发起拒绝服务(DoS)攻击时。Sperax旨在消除这类协议的漏洞。王永革教授的共识协议使SperaxBFT在许多方面都更加安全。SperaxBFT主要优势之一就是具备额外的安全机制，即使面临拒绝服务攻击时也不会导致共识过程锁死。

确保参与者身份的不可预测性也至关重要，因为这将决定下一个区块的产生。尽管有一些区块链项目使用可验证随机函数（VRF）来实现此目标，但是当前部署的许多基于PoS的区块链仍不满足不可预测性的要求。在这一点上，Sperax采用创新的随机信标协议，以确保下一个区块生产者身份的不可预测性。

消除拒绝服务威胁

大多数基于权益证明（PoS）的区块链都将BFT协议用作最终决定性的工具，以选择唯一的下一个区块。我们希望任何安全的区块链都应遵守安全性和活跃性原则：安全性意味着诚实的参与者应就有效交易的顺序达成一致，防止虚假分叉，而活跃性是指其中有效的交易应在合理的时间范围内被打包到区块中。但是，对于异步网络，行业中没有确定性协议可以解决单点故障时的BFT问题。PoS区块链面临的挑战之一是下一区块提议者身份的不可预测性。

Sperax共识协议（SperaxBFT）可以抵抗开放式网络环境中可能发生的那些DoS攻击。

为了减少这些影响区块链活跃性的安全漏洞，Sperax共识协议（SperaxBFT）在任一阶段都可以抵抗开放式网络环境中可能发生的那些DoS攻击。与Libra相似，Sperax协议以同步和异步阶段的形式处理此问题。从异步阶段无法取得进展的意义上来说，Sperax优先考虑活跃性，但我们希望在将来的某个时候达到同步阶段。在同步阶段，我们希望所有诚实的参与者到目前为止都已经看到了所有区块。每个参与者都有一定概率被选为本轮领导者的概率，这个概率与他们当前持有的货币单位数量成正比。

用户的角色

用于确定用户是潜在领导者还是潜在委员会成员的随机性基于以下熵：用户在上一轮提交的随机字符串，由随机信标协议输出的联合随机字符串（RANDAO + BLS签名方案）。

随机信标协议可确保公平生成联合随机字符串，并且任何t个受破坏的用户都无法控制联合随机字符串的输出-其中t是对手可能破坏的节点数量的阈值。

在潜在领导者发布其先前提交的随机字符串之后，所有用户都可以验证该用户是潜在领导者还是潜在委员会成员。特定轮次的每个潜在领导者都会收集他们迄今为止看到的最大交易集，确认这些交易是有效交易，然后着手建立候选区块。然后，该用户将消息传播到整个网络。由于可能有几个潜在的领导者，因此需要验证委员会来确定实际的领导者，并最终确定所选的区块。

每个用户都会以固定的次数被选入委员会，并且以某种概率选择了一部分在线用户作为验证者。然后，为了使每个用户将提议的块标记为该轮的最终块，每个用户检查该块是否已从2/3个在线验证者节点接收到签名。

社区：就是你！

该共识协议在数学上被证明可以在安全性假设较少的异步环境中（例如在开放网络中）为DoS攻击提供额外的安全保护。2019年，Sperax爱好者在与我们目前的投资者和合作伙伴（包括Outlier Ventures，FBG Capital，Newstyle Capital等）的分享会中充分认识到了这种潜力。我们也很自豪能够与最大的国家级科技投资公司中科院资本（CASH）投资的多家公司进行合作。

围绕着Sperax能为PoS社区以及更大的区块链生态系统带来怎样的隐私和安全上的益处，我们一直在寻求与社区进行更深层的讨论。目前，Sperax项目已在中美建立了研发团队，进行协作开发、关键技术的研究以及关键模块的仿真和测试。我们在全球范围内举办分享会，也请期待我们未来的活动！

王永革教授简介

Sperax共识算法由王永革教授设计提出。王教授在北卡罗来纳大学软件和信息系统专业任教，并且是密码学和安全通信方面的专家。他获得了德国海德堡大学的数学博士学位，并发表了一百多篇经过同行评审的学术论文，涉及密码学、伪随机性、容错计算、可靠的分布式计算和安全通信等。

作为密码数学家，他对Certicom（现为BlackBerry Limited的一个部门）无线通信中的有效密码技术进行了深入研究，并提出了几种IEEE 1363标准认可的协议（如：远程密码认证SRP5、基于身份的密钥协议WANG-KE）。最近，王教授提出并实现了后量子密码加密技术RLCE，该技术已被NIST纳入第一轮后量子密码标准候选名单。

他在安全通信方面具有丰富经验，特别是其论文（https://eprint.iacr.org/2019/1460.pdf）介绍了他设计针对各种区块链协议的攻击策略。基于所有这些策略，王教授对区块链协议以及Sperax项目核心的Sperax BFT进行了安全性分析。

本文来源：Sperax
原文标题：五分钟带你认识Sperax

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编译者/作者：Sperax

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