区块链的信任链共识机制

一、共识机制是区块链系统特有概念，是指通过一种方法选取节点，完成对一段时间的交易的验证和确认；而这种方法如果能使利益不相干的若干个节点达成共识，我们就可以认为全系统对此也能够达成共识。

目前，被大规模应用的共识机制主要是工作量证明机制(PoW)、权益证明机制(PoS)与委托权益证明机制(DPoS)等。

PoW机制

以工作量证明来争夺记账权的机制。以BTC最为典型，优点突出：去中心化程度高，人人可参与获得记账权。然而PoW机制却引发了比拼算力的游戏。

PoS机制

以股权证明来争夺记账权的机制。PoS机制很好地解决了PoW机制的缺点。不需要消耗电力来进行记账权争夺，用token抵押的方式来获得记账权。然PoS机制容易造成代币垄断，拥有大量token的用户以后会获得更多的token，对新用户不够友好。且牺牲了部分去中心化程度。

DPoS机制

用户投票选择的节点或超级节点来均分记账权的机制。

DPoS机制作为PoS机制的变种，一定程度上解决了个别大用户的垄断问题，然而形成了更严重的阶层分化。

本方案提出的信任链共识机制，很好的解决了以上机制的缺点。

与PoW机制对比，信任链机制不会引发算力比拼，更加节能环保。与PoS机制、DPoS机制对比，信任链机制不会引起奖励不断向某部分人聚集的情况。

在信任链机制下，节点为了更多的奖励，需不断通过宣传、过往记录展示、专业知识讲解等各种手段向其它节点证明自己的可信赖度，以取得更多节点的信任。一旦节点做出失信举动，也会很快失去信任，同时也会被系统记录，失信行为会得到持续的惩罚。

因此，信任链机制会推动所有节点向更诚信的状态发展进步。

二、不可能三角问题

不可能三角是指区块链系统无法同时做到既有很好的去中心化，又有良好的系统安全性，同时还能有很高的交易处理性能。一般来说，安全性与去中心化程度及系统的安全设计有关，而数据处理性能则与去中心化程度负相关。

在去中心化、安全性、处理性能无法同时满足的前提下，如何取舍就成为业界主要争论点。

目前，既有的各区块链系统根据系统自身的特点及使用场景进行取舍。

例如:

BTC的区块链系统早期的区块容量较小，交易处理性能较弱，去中心化程度更好，安全性更高。随着BTC用户的增加，使用者们产生了分歧，最终从BTC链上硬分叉出了BCH链。部分人选择继续使用没有扩大区块容量、去中心化程度好、处理性能较弱的BTC，而部分人选择使用扩大了区块容量、牺牲了部分去中心化程度的BCH。

而ETH、EOS等区块链系统在设计之初，为了运行智能合约、去中心化APP等，在保证足够的安全性前提下，选择了牺牲掉更多的去中心化程度，以尽量提高其处理性能。

信任链共识机制的区块链系统则可以实现用户自己在每一次操作时对去中心化、安全性、处理性能进行取舍的功能。

三、信任决策与信任链的定义

用户在处理某一特定事情时选择可信任的人或机构的过程，称为信任决策。

信任决策可随时间、条件、心情、事件属性等因素的改变而发生变化。

时间因素：随着时间的推移，对某些人或事的信任会改变。

条件因素：因为某些客观条件的改变，对某些人或事的信任也会改变。

心情因素：在心情不一样时对某些人或事的信任也会不一样。

事件属性因素：比如购物时更信任某商家，买保险时更信任某保险人，转账时更信任某银行等等。

因此，用户需在每一次信任决策时行使选择权。

在面对比较复杂的信任决策时，用户可能需要对多个信任对象进行决策比较。有些决策需要选择最信任的对象，有些决策则需要选择多个信任的对象。

由于人的处理信息能力有限，有时不得不简化决策程序。而由计算机和互联网更强大处理能力帮助下的信任决策过程，则可每次都选择多个信任对象进行决策。

由于用户在信任决策时，都会选择若干个信任对象，信任对象也会有其信任对象，以此类推。两个未建立信任的用户之间可能由递进的信任对象串成一个或多个链，称为信任链。每个用户及其信任对象，均成为了信任链上的一个个节点。

计算机和互联网则可以帮助找到最大数量的信任链。

两个未建立信任的用户可以在找到的信任链中选取共同信任的一个或若干个节点作为见证节点，以达成信任决策。

用户在信任决策的时候有一定的规律，比如一般信任较为熟悉的人或机构；一般信任有公信力或有权威的人或机构；较为信任帮助过自己的人或机构；较为信任带领自己解决过问题或学习知识的人或机构；较为信任官方；较为信任对某件事专业的人或机构；较为信任学历高或见识广的；信任有一定惯性；无助时更容易随意信任；信任有诚信的人或机构，等等。

综上，两个用户之间需要进行信任决策时，更大可能会选择过往诚信记录良好或有公信力或有权威或有官方背景或有一定号召力等属性的节点作为信任决策的节点，而两个用户选择的节点之间的交集则可成为双方信任决策的重要节点。

黑点指代系统中的节点，箭头指代每个节点的信任对象，虚线指代形成的信任链。

四、不可能三角的取舍权与数据处理分级

在不可能三角的三个属性必须有所取舍的前提下，本方案将取舍权回归到用户手中。

首先，用户在客户端操作时可在每一次操作时对该次操作的处理性能进行分级选择。即用户要求处理性能高时可选择去中心化程度较低、安全性一般、处理性能较高的分级，而用户要求安全性更高时，则可选择去中心化程度较高、安全性较强、处理性能较弱的分级。

用户不同场景的数据交换对三角的不同属性有所偏好。

例如：大额转账更倾向安全性；玩游戏更倾向数据处理能力；投票决议更倾向去中心化；小额支付更倾向于在安全性和数据处理速度之间找到平衡。

用户有权每次在不同场景的应用中选择相应的数据处理等级，使得用户要安全的时候有安全，要性能的时候有性能，要平衡的时候有平衡。

系统的客户端可在用户不同的使用场景下为用户推荐使用的级别。而数据处理分级与用户对信任链的选取有直接关系。用户如想获得较高的处理性能，则需要在信任对象选取时，尽可能缩短信任链。用户如想获得更好的安全性和去中心化，则需要尽可能多的信任对象和更长的信任链上选取更多的见证节点。每一级数据处理分级，用户对见证节点的选择有一定数量限制。

五、信任链系统的特点

1、信任链上的节点可以是普通用户，也可以是官方节点 、公知节点、机构节点 、提供更高数据处理性能的节点等等。

2、每个用户都可以成为节点，每个用户可选择自己信任的用户或其它节点成为信任对象。

3、信任链形成后，双方在信任链中选择可信任节点，最终由交集节点组成的共信节点负责对本次数据进行见证及区块打包并得到相应token奖励。

4、用户选择的安全等级越高，数据处理越复杂，相应的手续费越高；相反的，安全等级越低，手续费越低。

5、主链每单位时间将该时间段内所有打包数据进行处理成区块、进行广播并最终成链。而用户前期信任链构建过程则由专门的信任链服务器完成，不会影响主链速度。

6、为争夺数据打包及见证权，每个节点需对用户进行信任宣传。特别是公知节点和机构节点，需用专业知识或可信仰的人格影响用户，最终所有的节点共同努力形成社区文化。而性能节点则提供优异的带宽和数据处理能力给用户以运行相应的应用，并赚取相应的token。

7、该信任链机制适用于稳定币运行平台、公链、联盟链、无币链等多个场景。

六、信任链的应用举例

举例1：

用户A使用某个Dapp，平时使用时主要以浏览资讯、聊天等次重要数据交换为主，为了更好的使用体验，可将数据处理调至最高级，用户直接与服务器进行数据交换。如偶尔需要进行转账等数据交换，可稍微调低一点数据等级，相应安全等级提高一点，从而引入一两个双方皆信任的节点对该数据交换进行区块打包。如A需要与陌生人B进行大额转账，则双方皆可将数据处理等级调至较低水平，牺牲一大部分速率以获得足够高的安全等级。双方皆已提前设置过信任节点，并可针对本次交易重新设置一次信任节点，并由系统将足够多的信任节点形成一条或多条信任链。双方可在信任链上选取各自信任的若干节点，双方所选节点的共信节点作为本次交易的见证节点以完成交易。为防止无法形成信任链的情况发生，可由该Dapp项目方设置一个官方节点作为最后的选择方案。

举例2：某项目需在某公链上进行空投，该公链上所有参与空投的用户可对与该项目的数据交换处理等级进行设置。认为类似金融活动需提高安全等级的用户需忍受数据处理稍慢的情况；而认为完全可信任空投方的用户则可提高数据处理等级，甚至可选择完全没有第三个节点参与，直接由项目方转账至用户账户且由项目方节点和用户直接将区块打包。

举例3：两陌生用户面对面进行转账，可选择将安全等级调到最低，只需要两用户参与交易并打包区块，并可以选择延时打包，从而实现离线转账。

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编译者/作者：轻睿

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