INT:Bytom2.0 共識算法介紹

術語

Epoch：一個Epoch以一定的區塊數來記數，在同一個Epoch下驗證者節點是固定的，下一個Epoch會根據上一個Epoch投票情況產生新的驗證者。

Checkpoint：共識算法不會處理鏈中的所有區塊，而是以Checkpoint為單位來驗證，一般情況下以一個Epoch的區塊數作為一個Checkpoint。

Justified：一個Checkpoint在收到一次2/3確認后狀態為justified，justified的節點可能會被推翻。

Finalized：一個已經justified的Checkpointc的子節點被justified后，則Checkpointc轉化為finalized，具有finalized的checkpoint不可被推翻。

ByteTree 首席執行官：黃金和比特幣將成為未來幾年投資組合的重要組成部分:金色財經報道，ByteTree 首席執行官在分享的一份說明中表示：在 ByteTree，我們相信黃金和比特幣將成為未來幾年投資組合的重要組成部分。不是因為它們肯定會上漲（我們不知道未來），而是因為在通貨膨脹時代，它們可以對沖兩個方向的政策錯誤：通貨膨脹擁有比特幣；通貨緊縮擁有黃金。

經濟活動放緩、收成增加和商品價格降溫的共同作用似乎暫時緩解了對通脹的擔憂。市場開始受到鼓舞，對抗通脹的斗爭正在取得勝利，而且我們已接近加息周期的尾聲。

此外，今年早些時候，他的公司與專注于加密的受監管指數提供商 Vinter 合作推出了Vinter ByteTree BOLD 指數，該指數“每個月在同等風險加權的基礎上將這些資產匯集在一起??”。（cryptoglobe）[2022/7/6 1:53:19]

為什么我們需要升級Bytom2.0共識

ByteTree首席投資官：比特幣近期表現證明了其作為投資工具的靈活性:ByteTree首席投資官Charlie Morris表示，比特幣最近的表現證明了其作為一種投資工具的靈活性。在科技股和社交媒體股上漲時，比特幣也在上漲，在傳統市場投資者突然對科技股失去興趣時，比特幣仍能勉強維持上漲。Morris說，比特幣此前已被證明與社交媒體股票有著顯著的相關性。因此，有理由認為，隨著最近股市回落，由于擔心債券收益率上升可能影響收益或降低風險投資的吸引力，比特幣也可能會受到打擊。然而，投資者轉而再次強調比特幣作為一種通脹對沖工具的潛在價值，因此比特幣價格反而繼續上漲。(CoinDesk)[2021/3/12 18:37:37]

Vapor也采用了和Bytom2.0一樣的DPoS+BFT算法，且穩定運行了較長時間，并承載了很多應用，但同時也發現存在以下問題：

動態 | General Bytes否認存在比特幣ATM惡意盜竊軟件:據Crytovest報道，比特幣ATM生產商General Bytes否認了比特幣ATM存在惡意軟件的說法，并稱黑客出售的產品是假的。此前趨勢科技曾發布報告稱，一種針對比特幣ATM的惡意軟件允許黑客竊取價值高達6750美元的比特幣，該軟件在地下論壇標價2.5萬美元。[2018/9/20]

在高速出塊的情況下，每個區塊都要進行2/3的簽名確認將占用大量的網絡帶寬。0.5秒出塊使得鏈上數據占用的磁盤空間急劇膨脹；容易導致分叉；此外，也給一些錢包、瀏覽器造成了一些性能上的瓶頸。共識算法未經過有效的安全性驗證，傳統的BFT算法一般都需要兩次確認。Bytom2.0對共識進行了升級，以解決上述的幾個問題：

Bytecoin發布)新版網絡錢包:Bytecoin (BCN)新版網絡錢包已發布。[2017/12/12]

采用Checkpoint為單位來進行驗證和簽名，大大減少了簽名確認所占用的網絡帶寬將0.5s一個塊延長為6s一個塊，降低分叉概率對每個Checkpoint進行兩次確認，第一次為Justified狀態，第二次才進入最終確認Finalized狀態Bytom2.0升級后，在以下多個方面可以獲得較大提升：

節約能源更好的性能提升更好的經濟安全性更強的擴展性

共識過程

1、在Bytom2.0鏈剛啟動時，由創世節點負責出塊。此時其他節點可進行抵押BTM來成為共識節點，普通參與者可對共識節點進行投票。

2、每個投票和選舉輪次稱為一個Epoch，一個Epoch包含一組區塊，在該Epoch中共識節點是固定的，下一個Epoch開始根據投票數量重新選舉共識節點。

3、當下一個Epoch檢測到有合法的共識節點達到一定個數時，創世節點停止出塊，由共識節點出塊。

4、從當前Epoch開始，每隔6秒出1個塊，每個共識節點按照票數排序輪流進行出塊。

5、Bytom2.0不會對每個區塊進行驗證，而是采用Checkpoint為單位來處理，一般情況下以一個Epoch的區塊數作為一個Checkpoint。

6、Bytom2.0會對每個Checkpoint進行兩次確認，一次是Checkpoint在收到2/3確認后狀態為Justified，此時還可被推翻，而等到其子節點也被確認為Justified狀態后，獲得二次確認并獲得Finalized狀態，此時獲得最終確認且不能被推翻。

7、為了防止無利害攻擊，Bytom2.0會對同時進行同一高度的兩個區塊簽名的共識節點進行懲罰，罰沒其抵押的部分BTM，考慮到這部分的復雜性，Bytom2.0會在共識穩定后逐步引入該機制

選舉和出塊過程

CheckPoint驗證

每個Checkpoint會經過一輪共識節點的驗證和簽名，當獲得超過2/3的簽名后，Checkpoint會得到一次確認，并設置為Justified。

狀態轉換

如下圖所示，黃色粗箭頭存在一條link，從某一個sourcecheckpoint到targetcheckpoint，如果該link得到2/3?簽名，target變成justified。如果source是他的直接父節點才會變成finalized，出塊會跟隨具有最大高度justifiedcheckpoint的鏈。

小結

Bytom2.0的共識算法，是基于Vapor共識算法的經驗和教訓，同時吸收了ETHCasper的相關設計理念，但對于其復雜的部分又進行了優化，推出的適合于比原鏈自身的一種創新共識。

Bytom2.0的共識算法，在節能，性能，對抗攻擊能力和擴展性等方面都具有優勢，共識算法作為區塊鏈底層最重要的基礎協議，必將在Bytom2.0上發揮巨大的價值。

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