POS安全和公平性推动者—多维公链WormholesChain

22-09-02 18:30

阅读本文需 21 分钟

AI 总结

看总结

原文来源：WormholesChain

追溯到 Web 产物出现的史前时代，人类文明一直在围绕突破有限生产力的框架发展，第一次工业革命的发生开始解放双手，第二次则进入光明的电气时代同时通信随着电话电报的出现开始提升效率，以计算机硬件和信息技术为代表的第三次彻底引领世界进入「信息时代」。

生产力高速先进发展的同时带来的是与落后生产关系的不匹配，中心化分配引发的基本矛盾导致严重内耗开始降低文明的迭代速度，直至 BTC 的诞生和 ETH 的延续，新公链的百花齐放，和当下进入 Web3 时代后的对基础设施的多维挑战，人们开始意识到世界还可以有另一种形态的存在，解决信任问题成为价值爆发裂变的核心要素，显然以 PoW 为代表的共识算法解决了数据安全问题从而获得了全球的信任，这种信任是不以人的意志为转移的一种客观规律，当然它通过消耗大量能耗来实现，但是不可否认人类文明在高速进步中，人们的思想在高速解放中。

随着 Web3 时代的到来，市场对轻量级安全的多维基础设施的需求已经非常明显，世界需要重塑数据信任体系，可信数据和加密资产的高效多维流通需求日益旺盛, 以公链为代表的去中心化基础设施将遇到前所未有的安全性和性能挑战, 解决不可能三角是新一代公链的永恒基础，那么共识算法之争将成为核心，PoW 走向落寞已是必然，PoS 的安全问题和分配不公平是一直不被各界承认的虽然它被广泛使用着。本文将会围绕在保证数据安全的前提下解决 PoS 的相对公平性问题来开启对 WormholesChain 多维公链的深度刨析。

1. PoS 的平权解决方案

2. 多维多层区块链结构

3. TPS 的持续可拓展性

4. 多维链的高兼容性

5. 碎片化 NFT 及 NFT 全栈解决方案

6. WormholesChain 多元化生态角色

WormholesChain

WormholesChain 解决了区块链三难困境，这需要在可扩展性、安全性和去中心化之间进行必要的权衡，通过构建技术来实现这三个指标之间的理想平衡，在不牺牲去中心化的前提下创建一个高度可扩展和安全的区块链系统。

PoS 平权解决方案——不可预测的随机 DRE 共识算法

PoS 的诞生是基于 PoW 能耗过高和效率低下的大背景下，虽然从效率和拓展性方面得到了极大改善，但是这牺牲了安全性和去中心化程度，并不利于生态的健康发展，以 PoS 为代表的一系列公链进入了极大的发展瓶颈，为了维持生态开始采取一些本末倒置的方式去维持运转，VRF 和 VDF 这类随机数算法的运用一定程度上缓解了 PoS 的软肋，但是这类可被伪造的随机数算法终将会在利益足够大的时候被用于作恶获利的工具，至此新兴高性能公链的安全性再一次被广泛议论。

创造既能保证安全性，高效率又能可持续拓展性能的基础设施成为了区块链行业公认的不可能三角难题，PoS 已经在效率和拓展性方面得到了足够的验证，那么解决基于 PoS 基础下的可信任随机分配问题，不可能三角问题将可能被颠覆。

首先随机性必须具有以下属性：

1. 不可预测的：没有人应该能够在随机性生成之前就预测出它。

2. 无偏见的：产生随机性的过程不应该被任何参与者偏见。

3. 可验证的：所产生的随机性的有效性应该由任何观察者来验证。

4. 快速：生成随机性应该是快速的，并且需要较低的计算资源。

5. 可扩展性：随机性生成的协议应该可以扩展到大量的参与者，并可以容忍一定比例的参与者离线或试图故意阻止协议。

在共识协议中，分布在区块链网络中的所有参与节点共享交易并就共享交易的完整性达成一致。例如，工作量证明 (PoW) 需要参与者提供详尽的计算能力来生成块，而权益证明 (PoS) 使用参与者的权益来生成块。通过广泛的研究，已经开发了许多共识算法来改善区块链驱动的分布式账本的共识确认时间和功耗。

WormholesChain 通过轻量级共识算法 DRE 通过数学和网络物理方式实现的动态随机算法，具有不可预测、不可操控、可验证、快速及可扩展等特点，奠定了公链强大的安全性。PoS+DRE 算法组合将从根源上解决不可能三角的矛盾点，所有参与去中心化网络建设的节点将都会根据质押体量形成各自对应的辐射范围圈，以此来在确定自己获得每个区块激励的概率权重。动态随机选举 (DRE) 共识是一套适用于完全异步环境的实用拜占庭容错 (BFT) 协议，同步 BFT 系统利用广播投票，要求所有节点对每个块的有效性进行投票，而异步 BFT 系统根据分布式常识的概念，实现局部视图到一致的全局视图。

在 WormholesChain 的共识机制中每一次区块创建之前，会产生一个不可预测的随机落点这保证了安全性和相对公平性，在对应落点范围内按质押体量形成辐射圈排名，前 11 位的验证器将获得进入下一阶段参与最终共识的资格，即使质押体量巨大的节点，如果不在随机落点的范围内也将无法进入最终的共识阶段，以此来保证相对公平性。最终的共识阶段 11 个验证器将同时向其余验证器发送一条类似于区块的预估状态的计算信息，按照 Round Robin 进行随机排序，排序第一且收集完最低其余 6 个签名的验证器成为 Proposal 完成全网广播，由这 7 个验证器瓜分主网 7/11 的平均奖励。（其余 4/11 的主网激励将以原生碎片 S-NFT 方式激励不参与共识机制的普通节点）。

每次的落点更新数值将是由 1+3 的变量耦合组成，1 是代表母链 Previous 区块信息里的一组随机数异或后所产生的一串不可更改的 Address，随机数由上一轮最终共识的 7 个节点来发送入区块信息列表内，3 是代表母链 Previous 提议块的 3 个周边相关链或相关节点所产生的 3 个不可更改的质押 Address 信息，获取这 3 个节点的方式将通过一组数学算法来完成，即使可预测也无法进行更改这三个周边链或者周边节点的地址。通过动态随机属性产生的 1 个地址+不可篡改的 3 个质押地址组成一组不可预测的随机数值来确定每次区块的最终落点范围，以此达到可被信任的高随机性的共识规则体系，落点的可视化逻辑如上图所示。

高度去中心化的网络——多维多层区块链结构

WormholesChain 是一个由多个层级组成，包括传输层、区块链层、API 层和应用层的多维区块链，其中平行链耦合在一起形成网络，支持并行性作为线性增加吞吐量的一种方式。

多维区块链架构：WormholesChain 允许通过添加到系统中的每个附加链和层来实现吞吐量的线性增加，从而使网络系统能够轻松实现每秒高交易量（TPS）。此外，每个并行区块链还必须耦合其他链的标头，创建一个系统，随着系统的增长和额外的并行链和块的添加，安全性呈指数级增长。其中平行链耦合在一起形成网络，支持并行性，作为一种线性增加吞吐量的方式，每个附加链添加到系统中，网络规模没有上限，理论上网络规模仅受现有全球 IP 基础设施的约束。

WormholesChain 网络由多个独立的对等区块链组成, 每个平行区块链都与其他链的先前区块以相同或不同的区块高度耦合。在一般的区块链数据结构中，有序块是「向后」链接的，每个块都指向链上的前一个块, 每个块都在其自己的标头中包含其父级的哈希, 将每个区块链接到其父区块的哈希序列创建了一条链，该链一直追溯到曾经创建的第一个区块，称为创世区块。然而在多维区块链中，每个平行区块链必须与相同或不同块高度的其他链的先前块的头部耦合, 每条链在块哈希中包含其他链的 Merkle 根的子集, 在多维区块链中, 拓扑中的链交互可以构造为无向基图，可以看作是链耦合在一起的顺序.

TPS 的持续可拓展性和 Chain 的高兼容性

LayerX 的核心优势：当用户希望在 WormholesChain 进行任何扩展时，他们可以在 Wormholes 上创建自己的子链，这样可以在自己的子链上进行任意的扩展，相比之下，在自己的链上获得的资源也要远远高于与其他用户在同一条链上竞争资源。这大大提升了区块链的可扩展性，降低交易的成本，子链和主链的耦合性低，去中心化程度高，多维区块链机制具有内在的灵活性和可扩展性，支持多种区块链结构，包括单层、多层、平行独立链、核心链、同构链、异构链、混合异构同构链或任意组合以上, 可实现价值的多维度交互。

作为未来 Web3 的基础设施而言，多链的高兼容性是实现多元化价值交互基础，加密行业经过十多年的发展已经是一个初见雏形的生态圈，从基础设施解决安全问题获取用户信任激发生态，再到 Defi,NFT,DAO,Gamefi 等等加密衍生赛道的出现，用户的需求在不断的被刷新和放大，如上图所示，WormholesChain 定位成为 Web3 的多维价值交互中心，解决不可能三角难题的同时去拥抱和交互各条公链的生态价值，提供一系列对应的解决方案，希望构建一个可以让更多的开发者和创造者专注做好生态应用的多维价值乌托邦世界。

与曾经的万链之王之称的 DOT 不同，WormholesChain 希望建立一个多维的去中心化空间，部署子链的门槛极低不需要消耗更多的开发成本和巨量的质押成本，链上任何一个硬件角色的节点都可以轻松一键部署子链系统，母链的发展和子链的成长是相辅相成的和谐体系，子链继承母链所有的优势因素（包含共识算法&铸造原生碎片化 NFT&支持 EVM 智能合约等）的同时拥有相对的独立性，这大大降低了数据冗余和价值的重叠，最终可以形成一个多维的生态价值世界。

生态应用的催化剂——NFT 的全栈解决方案

公链需要多元化可持续发展的生态应用，生态体系的繁荣将会反哺底层基建，也是公有链的终极目标。 WormholesChain 团队意识到庞大的 Web3 世界不仅需要扎实的底层基础设施，还需要在垂直领域有完善的全栈解决方案去激发生态更好的发展，在跨界融合用户方面 NFT 板块显然是未来爆发最强劲的赛道，NFT 作为所有公链生态赛道的跨界媒介起着至关重要的承载作用。创造新的需求才能让生态无限扩大，WormholesChain 除了支持基础公链的所有生态以外，同时还建立了 NFT 的全栈解决方案就是为了激发生态角色的多元化需求。

碎片化 S-NFT 和独特的激励模型：S-NFT 是 WormholesChain 的原生碎片化主网资产，也是一种碎片化非同质化资产。它作为双主网原生资产之一在整个经济模型流通的过程中起到了连接底层基建和中下游生态应用的作用，既可以成为主网激励的一部分去增加应用层生态的涌入，同时也可成为图片，视频，文字等价值数据的权益凭证去进行组合获得更高权益，让价值可以更好的融合和交互，同时也解决了不可碎片的 NFT 的流动性低下和单一问题，为公链生态的各类角色提供更丰富的投资回报场景。

WormholesChain 多元化的生态角色：

在去中心化的网络体系中，经济板块的激励机制是整套系统的运转核心。从角色角度去思考公链本身就是个巨大的 DAO 组织，由不同的角色去承载对应的职能，形成之间的相互反哺，最后通过经济指标即市场价格去衡量每个生态角色的权益价值，即使是扁平化的角色的弱价值也可以清晰被定义，这是和传统世界不一样的生态循环系统，可持续发展性无限被拓展，那么多元化的生态角色以及分工和收益合理性就奠定了公链的纵深。WormholesChain 从底层算法的研发到应用层的 NFT 板块创新还有产品层的便捷服务体系给整个生态带来了差异化的角色分类，如下图所示：