網(wǎng)上有很多關(guān)于如果pos機(jī)自動重啟,康奈爾大學(xué)Sleepy Model PoS共識機(jī)制詳解的知識，也有很多人為大家解答關(guān)于如果pos機(jī)自動重啟的問題，今天pos機(jī)之家(www.www690aa.com)為大家整理了關(guān)于這方面的知識，讓我們一起來看下吧!
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如果pos機(jī)自動重啟
雷鋒網(wǎng)AI金融評論按：共識機(jī)制是區(qū)塊鏈和分布式計算的基礎(chǔ)。如比特幣采用的PoW（工作量證明）就是一種是讓計算工作完成最出色的節(jié)點獲得系統(tǒng)的數(shù)字貨幣獎勵的競爭機(jī)制，近年來，PoW共識機(jī)制逐步暴露出資源消耗大、運行成本高的問題，一些替代性的方案如PoS也被提出并引起了學(xué)術(shù)界的極大興趣。例如康奈爾大學(xué)IC3（Initiative for Cryptocurrency and Contracts，虛擬貨幣及合同倡議）項目的Co-Director 石潤婷教授(Elaine Shi)等在2017年提出了基于Sleepy Model的PoS共識，并對其進(jìn)行了形式化描述和安全性分析。
與我們熟悉的各種加密貨幣的共識機(jī)制不同，Sleepy Model的提出旨在解決今天的互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模、數(shù)百萬計甚至更多節(jié)點的情況下，如何保持系統(tǒng)的魯棒性同時又保持系統(tǒng)效率的問題。石潤婷教授認(rèn)為，雖然區(qū)塊鏈技術(shù)在虛擬貨幣得到了成功的應(yīng)用，目前通用的共識機(jī)制不適合于推廣到互聯(lián)網(wǎng)級別規(guī)模，互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的分布式系統(tǒng)需要新的理論框架，也需要可驗證的安全協(xié)議以及實施方案，這也是讓區(qū)塊鏈技術(shù)從虛擬貨幣走向更廣闊應(yīng)用的一個關(guān)鍵點。
背景在計算機(jī)科學(xué)中，為了解決計算機(jī)單機(jī)性能不足，某些應(yīng)用中需要更大的存儲、更強(qiáng)的計算能力的需求，有研究者將一組電腦連接起來，彼此進(jìn)行交互以實現(xiàn)一個共同的目標(biāo)，通過網(wǎng)絡(luò)相互連接傳遞消息與通信后并協(xié)調(diào)它們的行為，這也是“分布式計算”的由來。
隨著摩爾定律碰到瓶頸，越來越多的系統(tǒng)要依靠分布式集群架構(gòu)來實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理和可擴(kuò)展計算能力。而區(qū)塊鏈正是為了解決各個節(jié)點互不信任，又需要協(xié)同工作而產(chǎn)生的，與一般的分布式系統(tǒng)不同的是，一般的分布式系統(tǒng)通過一個共同的中心來實現(xiàn)相互信任，而區(qū)塊鏈中的各節(jié)點是通過共識機(jī)制而實現(xiàn)相互信任，可以說，共識機(jī)制是區(qū)塊鏈與分布式計算的基礎(chǔ)。
關(guān)于分布式計算的文獻(xiàn)以及密碼學(xué)文獻(xiàn)通常會考慮兩種類型的參與者：誠實的和非誠實的。然后會分析上述彈性屬性，假設(shè)對誠實參與者的比例下限。對于通常部署共識協(xié)議的傳統(tǒng)環(huán)境如Google Wallet等應(yīng)用程序，其中節(jié)點的數(shù)量大約是十幾個，而在大規(guī)模的共識協(xié)議（雷鋒網(wǎng)注：例如區(qū)塊鏈協(xié)議）中，不僅用戶數(shù)量大幅增加，同時達(dá)成共識也更為復(fù)雜，已有的共識機(jī)制不能很好的符合魯棒性的要求。
在Real World Crypto 2017安全大會上，石潤婷教授首次對基于Sleepy Model的PoS共識機(jī)制進(jìn)行了解釋，雷鋒網(wǎng)結(jié)合論文進(jìn)行了節(jié)略改編：
“互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模”的共識機(jī)制我在這里想和大家討論互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的共識機(jī)制。你們有人可能會記得，去年八月有一天，達(dá)美航空的系統(tǒng)完全癱瘓，你無法預(yù)訂機(jī)票，所有航班也被取消，這是因為達(dá)美的計算基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)了鼓掌。類似的情況也出現(xiàn)在國家科學(xué)基金上，去年七月的時候也發(fā)生了系統(tǒng)宕機(jī)，你不得不繼續(xù)等待。好吧，如果我不能飛這我還能忍受，但如果不能做科研，那我要說這就太讓我傷心了。
我們關(guān)注兩點：可復(fù)制性、魯棒性。在計算機(jī)科學(xué)中，這被稱為分布式系統(tǒng)，這一領(lǐng)域已經(jīng)有了近30年的研究。在分布式系統(tǒng)中有一個非常重要的抽象概念，我們稱之為“狀態(tài)機(jī)復(fù)制”，這也被稱之為“線性”或者“共識機(jī)制”。
那么什么是狀態(tài)機(jī)復(fù)制呢？這里有一個應(yīng)用場景：拿Google Wallet來講，Google可能考慮將其服務(wù)器進(jìn)行備份。你自然不會希望你放在Google那里的錢遭受損失，所以備份是一個好主意。當(dāng)某個服務(wù)器出現(xiàn)問題，在所有這些服務(wù)器上會存有線性排序的日志，我們會關(guān)注兩個安全屬性：一致性、活躍度。一致性指的是所有誠實的服務(wù)器節(jié)點都同意這些交易日志，活躍度指的是，如果一個客戶提交了一筆交易，那么這筆交易需要很快被記錄在所有服務(wù)器中。
問他是：如果某些服務(wù)器安全受到了威脅呢？有問題的服務(wù)器會背叛其他服務(wù)器，這個問題非常重要。當(dāng)我們討論共識問題，通常來講，這些服務(wù)器從屬于一個團(tuán)體，我們可以認(rèn)為這些服務(wù)器是相互信任的。今天我們?yōu)槭裁凑J(rèn)為比特幣令人激動，是因為比特幣開啟了分布式計算的新的篇章，其提出的分布式共識令人驚嘆，也使得互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的共識存在可能。
然而我們知道，互聯(lián)網(wǎng)存在著數(shù)百萬計甚至更多的節(jié)點，這些節(jié)點節(jié)點可能不一定在線，有的在線，有的不在線，要形成共識有很多不可預(yù)測的情況。同時每個節(jié)點都是自私的，因此互相不信任，這也給“互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模”的共識機(jī)制提出了新的挑戰(zhàn)。
我和虛擬貨幣圈的很多人有過交流，他們或多或少認(rèn)為目前的共識機(jī)制或多或少地?zé)o法適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)級別規(guī)模，原因在于這些共識機(jī)制在互聯(lián)網(wǎng)級別的大規(guī)模、復(fù)雜狀態(tài)下魯棒性并不好。關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模共識的魯棒性，這是一個非常大的話題，我在此處不再展開，但我們會從一些基本的問題入手，來解釋什么是魯棒性。
我們剛剛經(jīng)歷了美國總統(tǒng)大選。總共有三億人（節(jié)點），1.6億人亮相（并進(jìn)行了投票），如果我們希望，如果這些亮相（投票的人）當(dāng)中有51%是誠實的，否則我們就不能正確預(yù)測選舉的結(jié)果，這就是一個共識的例子。
這里我們假設(shè)一些節(jié)點是在線的，一些節(jié)點是睡眠的。在線意味著這些節(jié)點會主動參與共識協(xié)議，而睡眠節(jié)點可能會從睡眠中恢復(fù)，并繼續(xù)加入共識協(xié)議，這就是一個“Sleepy Model”，關(guān)于這一模型我們有這樣的額外假設(shè)：
作惡節(jié)點無法任意行動（無法偏離基本協(xié)議規(guī)則）；
作惡節(jié)點可以延遲和修改消息；
在線誠實的節(jié)點可以快速接收消息，否則將被視為睡眠節(jié)點；
在這一環(huán)境中，我們提出的一個非常自然的問題是：
當(dāng)僅有51%的在線節(jié)點誠實，我們能否達(dá)成共識？
這當(dāng)中的3個難點在于：
1）協(xié)議沒有任何在線節(jié)點比例的先驗知識。在線節(jié)點可能是30%，也可能是1%；
2）而且你無法進(jìn)行假設(shè)，有可能你假設(shè)30%在線節(jié)點參與協(xié)議，但實際只有1%參與協(xié)議，而這99%的沉睡節(jié)點不會影響1%的在線節(jié)點的共識結(jié)果；
3）另一種情況是，而在此過程中，會有“沉睡”節(jié)點醒來，他們將受到所有之前待處理的信息，參與到共識投票中，隨之而來的安全問題。
經(jīng)典共識協(xié)議的失效我們研究的結(jié)論可能令你吃驚：甚至在99%的在線節(jié)點誠實的情況下，目前所有的經(jīng)典共識協(xié)議都無法在這樣的場景中順利運行。我來簡單解釋一下，經(jīng)典共識協(xié)議可以分為兩類，即同步共識協(xié)議和非同步共識協(xié)議，在同步協(xié)議中可以立即接收信息，而非同步協(xié)議中，作惡者可以隨意的修改信息和延遲發(fā)出。為什么在同步協(xié)議中會失效呢？原因很簡單，因為一直在線的節(jié)點按順序接收信息，而在“Sleep Model”中，我們允許睡眠節(jié)點在蘇醒后接收信息。而信息的延遲存在著不確定性。
那么，為什么非同步協(xié)議也會失效呢？原因在于在非同步協(xié)議中，睡眠節(jié)點將會被視為作惡節(jié)點。假設(shè)某個協(xié)議可以在已知數(shù)量情況下允許1/3作惡者存在，但如果有99%節(jié)點為沉睡節(jié)點，那么這些節(jié)點被視為作惡節(jié)點，這樣你無法得到足夠選票達(dá)成共識。
我們說比特幣的中本聰區(qū)塊鏈（PoW模式）具有魯棒性，這有兩方面含義：好處是，中本聰區(qū)塊鏈在大多數(shù)在線節(jié)點誠實時可以達(dá)成共識；但缺點是：能耗太高。今日用于比特幣挖礦的電力高達(dá)1.5GW，比美國最大的核電站發(fā)電量或者美國10%的太陽能發(fā)電量都要大。
我們是否可以在達(dá)到中本聰區(qū)塊鏈的魯棒性的同時，又免于支付高額代價？辦法是：保留中本聰?shù)膮^(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，但去除PoW共識；其中的挑戰(zhàn)在于，在達(dá)到這一點的同時保證安全性？
我來簡單解釋區(qū)塊鏈的機(jī)制。中本聰區(qū)塊鏈將前一個塊數(shù)據(jù)和交易，進(jìn)行hash，為什么PoW耗費資源？因為哈希函數(shù)具有隨機(jī)性，為了找到適合的解，必須嘗試各種隨機(jī)數(shù)求解，而誠實節(jié)點只相信“最長的鏈”，如果某個作惡節(jié)點想要否定某筆交易雙花，他需要獲得大部分哈希算力來保證其提交的塊結(jié)果被接受。
我們可以將PoW視為“領(lǐng)導(dǎo)人選舉”，如果你提出一個正確的解，你就是具備下一個塊的出塊權(quán)并提交交易。我們的想法是：是否可以限定解法的范圍，從而達(dá)到降低資源浪費的效果？
基于Sleepy Model的PoS共識機(jī)制讓我們考慮一個簡單的“允許協(xié)議”，這意味著我們知道哪些節(jié)點參與協(xié)議、每個節(jié)點都知道其他節(jié)點的公鑰，稍后我會講，如何在PoS下無需允許達(dá)成共識。假設(shè)所有節(jié)點有一個一周的同步期，在每一個時間周期，Dan將他的名字、當(dāng)前時間結(jié)果一同計算哈希值，如果小于難度系數(shù)，那么Dan將會被選為出塊者，并收集信息出塊，其他人可以檢查Dan是否是正確的出塊者，以及通過公鑰驗證這一區(qū)塊是否由Dan簽署。
問題在于：這個協(xié)議是否足夠安全？在這一模式下，作惡者的收益更大：當(dāng)誠實的節(jié)點當(dāng)選，他會出一個塊，當(dāng)作惡者當(dāng)選，他會出很多塊，以及挖未來的塊。因此我們做了進(jìn)一步修正：
1.）每個塊的時間戳是嚴(yán)格遞增的；
2）誠實節(jié)點會拒絕“未來時間區(qū)塊”。
這樣，不誠實節(jié)點就不能為所欲為出塊了。某種意義上這一協(xié)議的安全性得到了保證，但實際上通常不是這樣，因為非誠實節(jié)點仍然可以使用已經(jīng)選舉的節(jié)點和他們的塊制造出分叉。
為了證明我們的“休眠共識”機(jī)制有效，我們?nèi)孕枰嗟淖C明。由于時間關(guān)系在此我不再展開，詳細(xì)內(nèi)容可以閱讀我們的最新論文，在論文中我們介紹了：1）更詳細(xì)的證明；2）更弱的假設(shè)；3）更強(qiáng)大的安全模型結(jié)果。我認(rèn)為這一研究對于銀行等聯(lián)盟鏈非常有吸引力，每個銀行成為一個節(jié)點，以去中心化的方式來管理他們的票據(jù)，從而實現(xiàn)更快的銀行間結(jié)算；至于魯棒性，銀行可以隨時重啟機(jī)器進(jìn)行檢修，而無需與其他銀行進(jìn)行協(xié)調(diào)。
關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)級別的共識機(jī)制，我們意識到有太多的問題比我們所理解的東西更難以理解，我們需要一個新的理論框架對于這些協(xié)議進(jìn)行分析和推理，同時我們也可能需要安全的協(xié)議設(shè)計和實現(xiàn)，這對于加密社區(qū)來說也非常重要，無論從新的加密協(xié)議、或是分布式計算都是如此。另一方面，從理論研究到產(chǎn)生實際影響，這也需要可驗證的安全協(xié)議以及實施方案。謝謝。
相關(guān)論文：The Sleepy Model of Consensus 摘要分布式計算及相關(guān)密碼學(xué)文獻(xiàn)通常考慮兩種類型的參與者：誠實的玩家和作弊的玩家，然后會分析彈性屬性以假設(shè)誠實玩家的比例下限。
按照假設(shè)，誠實的玩家不僅被假定遵循規(guī)定的協(xié)議，而且在整個協(xié)議執(zhí)行過程中被假定為在線。而在實際場景中，可能會出現(xiàn)數(shù)百萬玩家的“大規(guī)模”共識協(xié)議（例如區(qū)塊鏈協(xié)議），這種假設(shè)是不切實際的。在本研究中我們研究分布式協(xié)議，玩家的狀態(tài)可以是在線（警戒）或離線（睡著），他們的在線狀態(tài)可能在協(xié)議期間的任何時候改變。我們希望解決的主要問題是：
我們能否設(shè)計出在僅有零星用戶參與下仍然保持彈性的共識協(xié)議？即，在任何給定的點上，都只有極少一部分用戶實際在線參與？
據(jù)我們所知，即使我們假設(shè)，99％的在線玩家都是誠實的，目前的共識協(xié)議在這種零星參與的狀態(tài)下都會崩潰。
本研究則發(fā)現(xiàn)了上述零星參與情況下仍然可以形成共識的可能性。我們提出了一個基于“Sleepy Mode”（沉睡模式）的共識協(xié)議，該模式彈性假設(shè)只有大多數(shù)在線玩家是誠實的。我們的協(xié)議依賴于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI），一種通用隨機(jī)字符串（CRS），并且在Dwork-Naor-Sahai（STOC\'98）的時序模型中被證明是安全的。在該模型中，所有玩家被假定為具有弱同步時鐘（所有時鐘與實時時間的偏差在Δ之內(nèi)），并且在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的所有消息都在Δ時間內(nèi)傳送，并且假設(shè)存在次指數(shù)安全的抗碰撞哈希函數(shù)和增強(qiáng)的陷門排列。
一個令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是，我們的協(xié)議明顯偏離了分布式共識的標(biāo)準(zhǔn)方法，而我們卻依賴中本聰區(qū)塊鏈協(xié)議背后的關(guān)鍵思路（同時不需要POW工作證明）。最后我們最終觀察到，如果大多數(shù)在線玩家不誠實，“沉睡共識”是無法實現(xiàn)的。
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以上就是關(guān)于如果pos機(jī)自動重啟,康奈爾大學(xué)Sleepy Model PoS共識機(jī)制詳解的知識，后面我們會繼續(xù)為大家整理關(guān)于如果pos機(jī)自動重啟的知識，希望能夠幫助到大家！
