ASH:淺談區塊鏈的核心功能之HonorDecent創新的SPOS共識機制

了解區塊鏈的人都知道，區塊鏈之所以能成為核心技術，與它內在所擁有的一系列特點分不開，其中區塊鏈的共識機制便發揮了重要作用。

目前，我們熟知的區塊鏈共識機制有：1.工作量證明(ProofofWork簡稱POW)，數字貨幣大佬比特幣和以太坊都是基于POW的共識機制；2.權益證明(ProofofStake簡稱POS)，目前有很多數字資產用pow發行新幣；3.拜占庭算法。除以上三種外，常見的還有委托權益證明(DelegatedProofofStake，簡稱DPOS)、驗證池共識機制Pool等等。

HonorDecent主網采用了創新的SPOS即SafePOS共識機制，SPOS的創新及應用主要體現在兩個方面。

其一就是通過Ticket選票機制實現POS共識：

HonorDecent通過Ticket實現POS的安全挖礦邏輯。用戶使用錢包賬戶中HDC余額購票，一票對應一個唯一的TicketID，同時擁有一份挖礦權；一個區塊只能由一票挖出，實際的挖礦幾率各票均分。

泰國為發行投資代幣的公司提供稅收減免:金色財經報道，泰國財政部長Rachada Dhnadirek表示，泰國內閣已批準對發行數字投資代幣的公司免除企業所得稅和增值稅，以促進上市和非上市實體的融資。該豁免適用于發行ICO (initial coinofferings)的公司和注冊實體的一級和二級市場。此類代幣的投資者也將免征增值稅。Utility代幣將不符合免稅條件。

泰國政府估計未來兩年將有價值1280億泰銖(37.1 億美元)的投資代幣發行，這可能使得泰國政府放棄價值350億泰鐵的稅收。[2023/3/7 12:47:29]

Ticket挖礦流程如下所示：

錢包：定期檢查賬戶中的HDC余額來購票,當滿足購票條件后生成一條買票交易發往區塊鏈。

共識：它會一直嘗試使用本地持有的票去打包區塊，一旦打包成功，是表示對應的Ticket持有人挖礦成功，并獲得對應的區塊獎勵。

前revolution高管：web3可以解決能源危機:金色財經報道，今年早些時候，由前Revolut高管Alan Chang和Charles Orr創立的能源初創公司Tesseract獲得了7800萬美元的融資，由Balderton和Lakestar領投。Chang在接受采訪時表示，該公司正在探索如何使用代幣來抵消客戶的能源賬單。Tesseract計劃購買和建造可再生能源，直接銷售給客戶。Tesseract計劃使用加密技術來幫助解決英國的能源危機。這種融資模式還意味著，能源用戶可以直接向能源生產商支付費用，而不必通過目前這家公司核心的大型經紀商之一。（the block）[2022/9/9 13:19:15]

智能合約：智能合約會把地址對應的票信息寫入到區塊鏈數據庫，每一張Ticket都對應有一個唯一的TicketID，也會有一條數據記錄在數據庫。如果有惡意節點試圖分叉HonorDecent，任意行為被系統檢測判定為惡意，都可能會被懲罰，每次懲罰會損失20%的資產。挖礦必須以HonorDecent基金會發布的標準錢包進行，篡改挖礦行為，如果被系統自動判定為惡意，都會給礦工造成巨大的損失。

MM.Finance與Multichain達成合作，現已支持資產跨鏈至Polygon:據MM.Finance官方推特，已與Multichain達成合作，現已允許用戶將資產從Cronos跨鏈至Polygon，以便在DawnStar Finance上進行質押。[2022/8/30 12:56:25]

HonorDecentPOS共識特點：

相較于POW、POC等共識機制免去了共識共識過程中不必要的資源浪費，如存儲浪費、算力浪費等。

智能合約執行1/N的選票邏輯確保了出塊的公平公正。

懲罰機制的設計，確保礦工正向運作，保證主網運行安全。

其二HonorDecent在區塊產生中能夠產生公平的隨機數，保證鏈上應用隨機數調用的安全。

針對游戲等應用場景，在區塊鏈上為了體現公平性，就需要一個不能被預測的隨機數來保證公平公正。

數據：Bored Ape Yacht Club系列NFT近24小時交易額增幅超500%:金色財經報道，據OpenSea數據顯示，Bored Ape Yacht Club系列NFT近24小時交易額為525.4 ETH，24小時交易額增幅達510.93%。近24小時交易額排名位列OpenSea第3。[2022/8/10 12:15:15]

目前的區塊鏈大體有如下實現方案：

(1)合約中調用外部中心化的隨機數發生器獲取隨機數；

(2)使用區塊hash中的某些值作為隨機數。

但是這兩種方案都有非常明顯的弊端，原因在于：

(1)區塊鏈多節點之間智能合約執行結果是要求強一致的，如果合約從外部讀取數據，是很有可能獲取到不同結果的，進而導致分叉。

(2)區塊的哈希可以被控制，導致隨機數被控制。由于一些區塊鏈系統沒有提供很好的隨機數算法，所以很多DApp開發者會自己封裝自認為完美的隨機數算法導致隨機數被預知。

數據：BTC市值占比為41.2%:金色財經消息，據CoinMarketCap最新數據顯示，全球加密貨幣總市值再次下降至9687.51億美元，24小時交易量為734.67億美元。當前BTC市值占比為41.2%，ETH市值占比為14.5%。[2022/7/11 2:04:02]

針對以上兩個弊端，HonorDecent實現了在隨機數上的優化：

HonorDecent在原來的隨機數基礎上引入了VRF可驗證隨機函數邏輯，使得隨機性進一步增強，以下是具體實現邏輯：

首先，用戶使用錢包賬戶中的HDC購票，3000HDC對應一票。

錢包同時生成一個randNum，哈希過后再結合錢包挖礦地址的私鑰，票對應的index等元素再做兩次哈希，得到一個公開哈希參數：pubHash=hash(hash(privateKey:index:hash(randNum)))

然后，新購買的票中包含這個pubHash以及randNum并存入區塊鏈，這張票有12小時的成熟期，過了12小時才可以參與挖礦；接著共識算法從區塊鏈中找到已經成熟的票開始打包。

由于共識打包區塊操作只在節點本地執行，所以它可以讀取本地存儲的私鑰，算出一個私密哈希并將這個參數放入到挖礦交易中：

privHash=hash(privateKey:index:hash(randNum))

最后，智能合約收到挖礦交易，對比hash(privHash)和pubHash的值，兩者一致挖礦交易成功，對應的節點獲得挖礦獎勵，否則挖礦交易執行失敗。

VRF關鍵術語

SK,PK:VRF中使用的公私鑰對，SK為私鑰，PK為公鑰

M:輸入數據

R：VRF哈希輸出

P：VRF證明

Prover：證明者，擁有VRF公私鑰PK和SK

Verifier：驗證者，擁有VRF中的公鑰PK

函數組

包括四個函數，分為兩類

生成函數

R=VRF_Hash(SK,M)

P=VRF_Proof(SK,M)

驗證函數

R=VRF_P2H(P)

VRF_Verify(PK,M,P)

VRF使用流程

(1)證明者生成一對密鑰，PK和SK

(2)證明者計算R=VRF_Hash，P=VRF_Proof

(3)證明者把R，P，PK，M遞交給驗證者

(4)驗證者計算，滿足VRF_P2H（P)=R并且VRF_Verify(PK,M,P)=True,即驗證通過，否則驗證不通過

HDC使用VRF實現隨機性的流程

(1)SK對應挖礦節點賬戶的私鑰，PK對應挖礦節點賬戶的公鑰。

(2)在2019年HDC升級分叉的那個高度，挖礦節點先讀取前一個區塊中存儲的privHash作為輸入M，并通過VRF生成函數分別計算出R和P。

(3)挖礦節點將R和P寫入挖礦交易中，打包進區塊并廣播。

(4)所有節點收到區塊，在智能合約中通過VRF驗證函數來驗證正確性(滿足VRF_P2H（P)=R并且VRF_Verify(PK,M,P)=True即驗證通過，否則驗證不通)

(5)再往后的區塊，讀取前一個區塊中存儲的R作為輸入M來計算R和P。

(6)可以看出，當前區塊引入的隨機數，都需要依賴于上一個區塊的隨機值R，隨機值更不容易被控制，隨機性大大增強。因此，SPOS共識的實現結合了隨機數，由于一般情況下是無法預測其它節點的共識信息，所以也無法獲取到它的共識隨機數。并且系統設定私密哈希不能提前泄露，就算有惡意礦工自己提前暴露，它對應的票也會被作廢，同時本金會被凍結較長時間。再加上系統設定票需要經過12小時的成熟期后才可以參與挖礦，以及在共識邏輯中引入VRF可驗證隨機函數的實現，每一個區塊的隨機值都依賴于上一個區塊的隨機數R，隨機性進一步增強。

這些條件組合起來，系統的隨機數幾乎是無法被操控的。這樣當開發者實現的DApp中需要保證公平隨機時，就可以直接使用系統提供的這個安全的隨機數了。

來源：金色財經

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