DFI:一文解析Dfinity的鏈上共識機制_EDFI

首先我們了解一下Dfinity的基礎，它是由遍布全世界各地運行的(ICP)協議眾多節點組成的，該協議連接了這些節點，并且在這些節點上協調了軟件容器的組成，應用程序可以是單個容器組成，但是因為容器的容量有限，可以由許多相交互的容器組成，容器可以承載任何規模復雜的企業系統、網頁，泛行業平臺。

當用戶在和部署在Dfinity上的應用程序進行交互時，用戶發送的新消息通過Dfinity發送到容器，接下來互聯網計算機對該消息的輸入執行容器，并最終計算出用戶可以查詢的輸出消息，執行該消息，容器的狀態會按照代碼的規定進行更新，節點負責處理子網容器中的數據和狀態執行。

Azuki將與Bilibili International合作探索動漫與媒體內容的Web3創新:1月18日消息，Azuki宣布與Bilibili International合作探索動漫與媒體內容的Web3創新，Azuki、BEANZ和Cheers up NFT系列的收藏者將可以在Bilibili International App上獲得鉆石標簽。[2023/1/19 11:19:49]

每個容器會在多個節點上運行，不僅僅是一個節點，因為單一節點可能會出現單點故障，通過ICP協議確保一個容器在多個節點上運行，并且這些節點根據協議按照順序處理和計算結果的值達成一致，保證了容器可以永遠運行。

CFTC委員呼吁制定加密領域新規則:金色財經報道，美國商品期貨交易委員會（CFTC）委員Kristin Johnson在周四的一份聲明中表示，CFTC應該利用“現有權力進一步減輕所有客戶資產的潛在風險”，并引用了FTX破產引發的加密貨幣行業鬧劇。她將自己的聲明稱為反對數字資產欺詐的“行動呼吁”。Johnson表示，流動性危機以及加密貨幣交易所和其他著名加密貨幣中介機構缺乏負責任的治理已經擾亂了數字資產生態系統，一系列破產申請揭示了近期金融市場歷史上一些最令人震驚的公司治理和風險管理失敗的嚴峻寫照。[2022/12/2 21:17:11]

在Dfinity中子網是一個比較重要的角色，子網要處理不同的消息，包括用戶通過網絡到容器的消息，或者容器調用相互容器的消息，但是此時節點和節點之間看到消息的順序是不一樣的，使用ICP共識協議子網需要等待容器更新完狀態之后的消息，同時需要一個共識機制把節點要處理的消息達成一致。

超2億枚USDC于今日7:35在USDC Treasury被銷毀:金色財經報道，Whale Alert數據顯示，超2億枚USDC于今日7:35在USDC Treasury被銷毀。[2022/11/22 7:54:57]

ICP共識協議使用的是POS共識機制，參與網絡節點需要有一定的作為保證金，如果作惡的話會損失部分保證金，共識機制由四個層次。

第一層：ID和注冊

第二層：隨機數燈塔

第三層：區塊鏈與分叉協議

第四層：公證與近乎即時的最終性

Coinbase CEO：“去中心化金融”應該得到立法保護:金色財經報道，加密貨幣交易所Coinbase CEO在其社交媒體上稱：“去中心化金融”應該得到立法保護。[2022/10/22 16:35:13]

基于第一層，加入Dfinity網絡的客戶端都是可以抵御女巫攻擊的，我們稱為授權過的節點，這個節點就是子網中的節點，回到上方子網打包消息打包成區塊。如果一個子網中只有一個節點負責打包消息的話如果這個節點掉線了那么區塊就卡住了，所以就需要多個區塊提議者，我們把這些區塊提議者稱為提議委員會，如果出現了一個問題，這其中的一個區塊提議者是惡意節點提出了一個無效區塊。

這時候就要引入解決方案基于隨機燈塔數篩選出這輪次的公證節點，我們暫且稱為公證委員會，委員會的存在類似于DPOS算法，和EOS的DPOS算法不同，EOS的委員會幾乎不變，Dfinity的委員會成員每次共識都會隨機改變，公證委員會主要對區塊進行公證和傳播，這里的公證區塊的意思就是對區塊進行驗證，委員會中的公證人都驗證了區塊是有效的話，就會對此高度區塊進行簽名進行公證并且廣播，如果公證中有一個公證人掉線也沒關系，只要有大部分的公證人對此進行公證通過這輪公證就結束了，公證委員會是根據隨機數組產生的，簡單來說就是在子網節點中使用等他隨機數選擇出一些節點作為公證委員會，每輪的委員會都運行這一組隨機數燈塔。。

ETC全網算力一度達46.04TH/s，創歷史新高:金色財經消息，2Miners數據顯示，ETC全網算力今日一度達到46.04TH/s的歷史高點，目前為44.75TH/s。[2022/8/27 12:51:45]

這時候節點中的公證委員會也是公證也是采用閾值簽名，所以我們可以把他們認為是一閾值組，通過驗證完區塊之后用閾值簽名進行公證，只要閾值超過一定的值，這輪區塊公證結束。

該階段公證也會出現一個問題，就是分叉問題，如果此時出現了兩個分叉塊，并且都是有效區塊。那么公證委員會將公證哪一個區塊是一個問題，因為公證委員會只能簽署一次公證，最差的情況就是這兩個區塊被分成了55開的公證，最終會導致這兩個區塊也是無法批準，基于這種情況就要采用一種隨機排序了——概率卡槽共識，這個共識主要解決的就是分叉問題，并且這個也是隨機性的排序，簡單來說我們把分叉的有效區塊分假設為高度都是30的區塊，因為這些有效區塊都是提議委員會提出的，這時候這兩個節點分別是節點1和節點2進行排點進行排序，假設這個隨機排序輸出的排列是：區塊提議委員會的節點1排序是0級，區塊提議委員會節點2的是1級，假設0級就是最優先級的，優先級會影響一個節點添加到鏈上的概率，公證委員會這時候首先收到的是提議委員會2的區塊，這時候公證委員會可能會選擇等待，他們會選擇優先級更高的區塊進行閾值簽名，然后公證結束進行出塊。

這里有個理解盲區，為什么公證委員會可以實現閾值簽名，解答：為了確保互聯網計算機傳輸給用戶輸出結果的正確性，用戶一般都還需要驗證收到的消息確實來自計算機而不是其他地方，因為單個節點是沒有可信度的，所以這個消息的簽署是由托管用戶查詢結果的容器共同簽名的，而在一個子網中，每個節點的密鑰都是秘密共享的，使這些節點能夠聯合簽名消息，只要達到一定的閾值簽名同意，子網的公鑰就會驗證簽名。隨著時間的發展，容器和子網根據需要都要添加新的容器和子網進來，節點不一定要運行容器，節點是根據需求來劃分組成新的子網，然后再把容器分布在這些子網上，而這時候基于非交互式分布式密鑰生成技術來給新加入子網節點共享密鑰，基于此技術也可以將舊的子網節點退出子網然后重新共享私密密鑰。基于這項非交互分布式密鑰生成技術也是使Dfinity無限擴容的原因之一。

閾值簽名：簡單來說就是一個臨界值在Dfinity中所有節點的簽名可以成為一個閾值，只要達到了一定的臨界值就ok。

總結一下Dfinity的首先區塊制造者就是區塊提議委員會首先由隨機排序算法決定優先級概率，然后在由可驗證隨機函數選出每輪的公證委員會，然后通過閾值門限密碼閾值簽名出塊，而驗證簽名的唯一子網公鑰只有48字節，而以太坊上每次都是由不同的節點簽名，設備需要同步400Gb的簽名數據，所以Dfinity上可以很快達到確認區塊時間，現在一秒可以確認個16.45區塊區塊消息。

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