区块链世界

标题: KPMG区块链研究报告：共识，价值互联的不变协议。 [打印本页]

作者: And、Sir 时间: 2018-2-9 16:30
标题: KPMG区块链研究报告：共识，价值互联的不变协议。

　　日前，毕马威(KPMG)发布了《共识，价值互联的不变协议》的区块链研究报告。
　　报告对区块链中的共识机制进行了深入浅出的分析。尤其在未来企业应用中怎样建立良好的共识机制提出了很多很有想法的指导性意见。
　　在报告的结尾部分，KPMG还特别设计了“共识机制评估问卷”，对企业在区块链开发上大有益处。
　　报告将区块链看作必须要抓住的一场机遇。同时指出，区块链是比特币的核心技术，是一个去中心化的数据库识到区块链但将如会今是，世继界互上联很网多之大后型的银另行一和个科颠技覆公性司的都科已技逐发展技术，并开始对其进行大量投资。
　　区块链技术有望实现数字身份的建立，并使传统的纸张密集型流程自动化，这使得区块链技术成为未来金融服务的万灵丹。尽管有一些人对区块链技术持审慎态度，但有一件事是明确的，那就是毕马威中国将会继续研究和分析不同的案例，这也是毕马威中国与客户约定的一部分。我们相信，随着金融服务机构逐步意识到区块链的影响和作用，他们将会逐步把区块链技术应用到日常操作中。
　　区块链的基本要素：共识
　　区块链作为分布式账本的其中一种，将交易以区块的形式进行排序和验证，并施以保护以防篡改。电脑网络通过加密的审计线索来保存和验证交易的共识记录。分布式账本意味着不存在单一的中央机构(如结算所)来验证和执行交易，而参与者的电脑则被用作网络内的节点。
　　这些节点的部分或全部将按商定算法(即共识机制)来验证，并在合适的情况下，执行拟定交易。这些交易随后被加密并储存于节点的关联区块中，形成审计线索。
　　由于该技术在参与者的节点上运行，能提供所需保密度，因此交易各方之间无需设置中间人，点与点之间亦无需进行信任验证。在有效执行的情况下，区块链具有快速、保密、可靠和低成本的优势。
　　区块链的核心是参与者之间的共识(参见下图第三、四步)。共识之所以是关键，是因为在没有中央机构的情况下，参与者必须就规则及其应用方法达成一致;并同意使用这些规则来接受及记录拟定交易。

　　如上图所示，交易一经创建和发布，即署有交易发起人的签名，签署表示获得授权以支付金钱、订立合同或传递与交易相关的数据指标。交易在签署后即可生效并包含执行需要的所有信息。
　　交易被发送至区块链网络的一个节点，该节点将根据预先设定标准来验证交易。无效交易会被废弃，而有效交易则会被传送至另外三到四个关联节点，这些节点将进一步验证交易并将交易传到其对等端，直至该交易到达网络中的所有节点。这种蔓延式的方法确保有效交易在数秒之内到达网络中的所有节点。只要发送者使用多于一个节点来确保交易传播，那么它就不需要信任用来传播交易的节点。接受者亦不需要信任发送者，原因是交易已被签署，且不包含任何机密信息或证书，如密钥。
　　一旦交易被验证并纳入区块，该交易便会在整个网络中传播。在整个网络达成共识和网络中的其他节点接受新区块后，该区块就并入区块链中。一经区块链的记录和足够多的节点确认，该交易将成为公共账本的永久组成部分，区块链网络中的所有节点亦会视之为有效。
　　可建立共识的机制很多，程序员和企业亦一直致力于开发新的机制。区块链采用何种共识机制是如何定义一个区块链的核心。
　　共识概念：昨日与今天
　　建立共识当然不是一个新的概念。共识在人类开始群体生活之时便已存在。从最基本的层面上说，共识只是一种让一个多样化团体在不发生冲突的情况下作出决策的方法。根据Edward Shils的“共识理念”，共识的达成需以下三个条件：
　　– 团体成员共同接受法律、规则和规范
　　– 团体成员一致认可实施这些法规的机构
　　– 身份认同或团结意识，这样团体成员才会承认他们就达成的共识而言是平等的。
　　共识开始时作为社会运作的一个概念，但如今已成为计算机科学的重要组成部分。在过去30多年，电脑世界中的共识机制已从一个抽象概念发展成分布式账本技术的重要支柱。
　　在分布式账本中，共识机制是大部分(或全部)网络成员就某条数据或拟定交易的价值达成一致，并就此对账本进行更新的机制。换言之，共识机制是在参与节点之间管理一系列连贯事实的规则和程序。
　　共识算法允许关联机器连接起来进行工作，并在某些成员失效的情况下，工作仍能正常进行。这种容错能力是区块链和分布式账本的另一主要优势，并有内置冗余余量以作备用。
　　共识协议或共识平台是分布式账本技术的核心。用以建立共识的算法多种多样，并建基于性能、可扩展性、一致性、数据容量、治理、安全性和失效冗余等方面的要求。

　　共识机制的基本决定参数：
　　– 去中心化治理:单一中央机构不能提供交易不可改变性。
　　– 节点结构: 节点通过既定方式来交换信息，可分多个阶段或层级。
　　– 身份验证:此流程验证参与者的身份。
　　– 完整性:验证交易的完整性，如通过加密算法。
　　– 不可否认性:验证假定发送者确实发送了信息。
　　– 隐私性: 协助确保只有既定接收人才能读取信息。
　　– 容错性:即使某些节点或服务器失效或运行减慢，网络仍能高效、快速地运行。
　　– 性能:包括吞吐量、实时性、可扩展性和延迟。
　　更多共识机制出现
　　自1999年提出PBFT以来，各种各样的共识机制陆续涌现。一些共识机制需使用标记;另外一些已发展为无需标记或进行挖矿。很多系统从无权限系统(如比特币，其中由匿名节点验证交易)转变为已设置权限系统。在已设置权限系统中，节点必须先被合法知悉及识别才能验证交易。由于节点已知并可证明其资产，因此参与者不需要通过“挖矿”来创造货币。
　　虽然比特币是一个开放、反审查的系统，但我们却看到某些资本市场交易正朝着相反方向发展，如双边共识机制和节点对节电(N2N)。交易双方在节点与节点之间验证交易，无需账本中的其他节点参与，除非交易双方选择允许该交易。R3CEV 的新型账本Corda已为其银行联合体客户开发出这样一种方案。orda实质上是在一套所有参与者已一致同意的规则下创建一个系统环境，其中所有参与者均能访问同样的数据。每个散列值将被记录以避免争议。
　　于2014年开发和发布的RAFT旨在提升早前一个叫Paxos的系统。RAFT应用暂时中心化来执行工作：各节点暂时性地选举一个节点作为领袖，负责验证交易。RAFT的变种系统Tangaroa在2015年面世，其作用是更好地防止恶意攻击和软件错误。
　　2014年，Digital Asset Holdings正式成立，作为一家为金融资产提供结算和账本服务的区块链技术企业。2015年3月，该公司委任Blythe Masters为首席执行官。2016年初，该公司因在A轮融资中成功筹得超过六千万美元而成为新闻热点。
　　在2015年7月发布的Ethereum是另一个试图将区块链应用扩展至比特币的点对点货币系统之外的尝试。该方案就分布式账本提出了分布式数据计算的智能订约概念，即一个实体可在合同中反映有形产品或金融产品的价值，并使用区块链来分配这些价值。Ethereum进一步促进了传统金融合同与区块链技术的融合。
　　Eris Industries已找到将Ethereum工具套件与技术栈(组成电脑基础架构的不同软件层级)整合的方法。Ethereum虚拟机位于技术栈的顶端，下面是可换入/出的不同共识机制。此系统使组织可根据特定时间的需求来选取合适的共识机制，而无需应用单一的共识架构。
　　同在2015年，Coin Sciences发布了MultiChain，这是首个免费提供的现成区块链平台。MultiChain现允许在网络层面发出和跟踪资产，并引入权限管理系统以实现隐私保护、挖矿控制和向特定交易方授权。
　　2016年2月，Linux Foundation的Hyperledger项目发布了基于模板的PBFT以作为区块链的创建基础。该项目意图通过建立一个跨行业、开放标准的开源开发程序库，使商业用户可建立自定义的分布式账本方案。Hyperledger的模板可自定义特定交易，并通过私有区块链或其他注册表进行记录。
　　2017年3月，摩根大通发布了自身的共识机制，该机制的研发从
　　2015年已开始。像RAFT和Tangaroa(启发了该项目)一样，这个名为Juno12的项目通过选举一个临时领袖来实现共识。客户端节点向领袖节点发出指令，后者再将该指令发布到系统中。
　　Intel®亦在今年发布了Sawtooth Lake项目详情，该项目基于分布式账本的PoET平台。Intel 对该项目作如下介绍：“Sawtooth Lake抽取了共识的核心概念，使共识从交易语义中分离，并提供两个附带不同绩效权衡的共识协议：第一个是消逝时间量证明(PoET)：这是一个抽彩式协议，建立于由Intel的SGX提供的可信执行环境，以回应数量巨大的参与者的需求;另一个是群体投票：这是Ripple协议和SCP的修改版，作用是满足要求立即获取交易终局性的应用的需求。
　　中国企业也在该领域不断发展。ChinaLedger Alliance在五月初宣布成立：在万向区块链实验室带领下，11家商品、股权和金融资产交易所致力创建一个开源区块链协议，并制定跨行业标准以确保监管合规。

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