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Algorand:深度解析明星公链的技术动态

2019-06-24来源:作者:有一亿栏目:区块链项目

简介本文旨在深入了解Algorand技术的独特创新之处:Algorand区块链的三个重要属性,Algorand对区块链存储问题的解决方案,通过更好的签名降低Algorand的带宽,自验证事务Algorand的共识与存储分离等问题。

Algorand区块链的三个重要属性

1.没有分叉。由于其独特的共识算法,Algorand区块链不会分叉。一旦分叉出现,每一个新的区块将保证永远留在链上。此属性意味着Algorand区块链中的每个交易都是最终的。

2.真正的交易所媒介。Algo(代币)将成为真正的交换媒介。比特币和其他工作量证明项目缓慢生成数据块,不管底层通信网络的速度有多快。即使一个数据块可以在几秒钟内在整个网络中循环,比特币仍然需要每隔几分钟生成一个数据块,以保持足够低的分叉概率。相比之下,由于Algorand区块链不分叉,Algorand生成一个块的速度与它在整个网络中流通的速度一样快。

3.通用代币化技术。从第一天起,Algorand区块链将在链上全球范围内享有荷兰拍卖。这将有助于以最大的可扩展性、公平性和透明度对各种资产(如房地产、分布式计算等)进行代币化技术。

这只是个开始。在我分享Algorand即将到来的技术的几个要点之前,我发现重要的是要解释为什么这些技术被作为Algorand区块链协议中的最重要的早期进展。

Algorand技术特色

Algorand的发展理念

我们在Algorand的发展理念中坚持四项基本原则。这些帮助我们为区块链构建创新,旨在为所有人提供可持续和无限的机会。

1.性能。我们早期的主要关注点是确保算法和区块链的最佳性能。当然,这对算法用户来说是一个巨大的优势,但对于保持算法区块链的分散也至关重要。集中化有一种迂回的潜入方式,这种潜入的主要途径之一就是性能。换句话说,当操作需求变得太重时,很自然,它们会落入越来越少的人手中变得集中化。

2.直接使用和采用。仅仅开发新工具是不够的。必须严格关注由社区精确需求驱动开发的工具的具体用途和实用性。通用能力的发展就像煮沸海洋以捕捉特定的鱼。我们的工作重点是构建基本的第1层和第2层功能,这些功能将推动我们平台的加速、广泛采用。

3.即时可验证性。区块链通过在整个链上提供信息来保证透明度。然而,当链上的数据呈指数级增长时,透明度会受到侵蚀,关键数据隐藏在显而易见的地方,在整个链的信息量中丢失。特别是,侧链通常是通过在一般块中转储相应的交易来实现的。这要求用户清除整个区块链,以重建与所涉侧链相关的信息。就像大海捞针一样。对区块链进行如此仔细的梳理可能需要几个月的时间,而验证断言所需的时间大大减少了整个区块链的潜在价值。

4.简单。我们所有技术创新的基础是简单性的基本原则。简单是终极的复杂,是广泛参与、可靠和信任的门户。为了有效,解决方案需要尽可能简单。

保险库:Algorand对区块链存储问题的解决方案

存储整个区块链是检索过去交易所必需的,这在正常业务过程中是必需的。但对于某些项目,如比特币,也有必要确定新交易的有效性。

然而,随着区块链的增长,存储它的所有块可能会很有挑战性。即使区块链每10分钟才产生一个区块,最终也会包含超过1兆字节的数据。下载如此多的数据,以便赶上区块链,阻止了新用户积极参与新块的生成。

依赖于存储整个链的其他用户来为您提供偶尔需要检索的过去块,并不像看上去那么简单。事实上,为了避免被骗,你还需要要求他们提供一个证明,证明他们提供的信息是正确的。根据目前的技术,一旦区块链足够长,这样的证明本身可能会很麻烦。

传统的区块链处理区块存储和检索的方式并不能扩展到分散式体系结构,最终会阻止无国界经济的增长。

Algorand的保险库系统为这些问题提供了独特的解决方案。

1.新用户的高效登录。保险库使加入网络的新节点参与新块的生成变得非常简单。事实上,保险库允许新用户只下载(和更新)一条紧凑的信息。因此,新用户可以以与从第1天开始持续参与(并存储所有块)的用户完全相同的方式参与新块的生成。

2.高效且可证明的块检索。保险库允许用户存储整个区块链,以证明提供任何过去区块的内容(全部或部分)。存储链的用户不仅可以提供与过去交易相关的信息,还可以添加简短且易于验证的证据,证明所提供的信息是正确的。

总之,保险库既保护了算法和区块链的非集中化,也保护了链对从未存储过它的各方的可访问性。

我们都知道随机存储器对于计算有多重要。保险库将为Algorand区块链带来相同的价值。

像素:通过更好的签名降低Algorand的带宽

为了以协商一致、分散和安全的方式操作,Algorand协议通常要求多个用户签署一条共同的消息。(例如,一个新块只有在由多个随机选择的验证器签名后才会添加到区块链中,这些验证者已经确定了它的有效性。)

为了减少相关的带宽,同时保持所需的安全性,Algorand使用了一种新的数字签名方案Pixel。

像素签名同时具有以下两个特性:

1.聚合:任何人都可以将同一封邮件的多个签名聚合为同一长度的单个签名。

2.前向安全签名。它们防止对手在给定时间点上收买用户,伪造用户在前消息上的签名。

当然,可聚合签名(如BLS签名)已经存在。然而,由于缺乏通用的参考标准,它们的可用性受到限制。为了弥补理论与实现之间的差距,Algorand制定了一个BLS签名标准,目前正在接受国际工程任务组(IETF)的审查。Algorand将使用BLS签名对单个事务进行身份验证。

此外,文献中已经存在前向安全签名。然而,我们一直缺乏同时享受聚合和前向安全的签名方案。

Algorand将在整个块生成过程中使用像素签名。现代区块链将是第一个但不是最后一个这项创新的受益者。

自验证事务Algorand的共识与存储分离

Algorand的自验证事务是一种新技术,最终实现了共识和存储之间的清晰分离。这种分离一直在寻求。实现它可以提高算法和区块链的效率和逻辑结构。

Algorand用户可以通过不断地维护系统中每个公钥的余额来检查付款是否有效;也就是说,每个密钥有多少Algo可供使用。

然而,随着密钥数量的增加,准确有效地维护所有平衡可能成为算法节点最需要的计算任务。(事实上,对于我们的区块链来说,其他计算需求是微不足道的。)

Algorand的自我验证支付技术完全不需要为了验证区块和/或个人支付维护费。

在非常高的级别上,为了包含在第N + 1块中,支付P与一个非常短且易于验证的有效性证明一起传播,直到并包含第N块。这些证明可以(1)很容易公开计算出P中涉及的余额,(2)任何人都可以轻松地检查这些证明,即使是那些事先不知道算法和系统中任意当前余额的人。

Algorand的自我验证技术也扩展到了支付之外的其他交易。特别是,确保算法和区块链中不可替代代币的效率和互操作性。

原子的交换:Algorand(真正的原子)原子交换

跨链原子交换的典型目标是使两个不同区块链的用户能够以对等方式交换他们持有的加密货币;也就是说,不需要任何中介机构的帮助。例如,以太坊区块链中的用户可能希望将他的以太币部分交换为Algorand区块链中的用户所拥有的Algo。

这种交换追求的是“原子性”:即,一方得不到他想要的,除非另一方得到了她想要的。然而,它们的实现离原子性还很远。在现有的区块链中,事务可以恢复,历史可以更改、分叉等。因此,现有的原子交换必须依赖复杂的多步骤协议,具有长延迟和笨重的时间锁。跨链原子交换确实需要3个小时才能完成。

在Algorand中,所有事务都是最终的,并且立即得到确认。因此,Algorand可以提供速度更快、真正具有原子性的跨链原子交换。

但它可以做得更好。

同一区块链的用户之间可以进行原子交换。例如,它们可以用来交换一个不可替代的代币——例如,一个挂在链上的城市公寓——把它换成钱,或者换成另一个不可替代的代币和可能的额外的钱。

如今,同样的链原子交换可以用更少的步骤来实现,但是它们仍然很麻烦,而且它们仍然有多个步骤和长时间的锁。因此,这些交换仍然缓慢,并不是真正的原子。

Algorand会极大地改变这种状况。实际上,Algorand的原子交换将在一个事务中实现相同的链原子交换!因此,由于Algorand的即时最终性保证,这些事务从实现的角度来看也是“原子的”。

原子交换将为Algorand区块链提供附加价值。事实上,它们提供了最基本和最关键的贸易形式的最有效实施。

售后交易:Algorand的非互动交易机制

传统交易通常需要时间。首先,双方必须找到对方。然后,他们谈判条款。最后,他们需要进行交易。

Algorand的原子交易将非常简单地最终执行,但前提是买卖双方已经找到对方(并就价格达成一致)。

然而,有时,一方可能想节省时间寻找贸易伙伴。例如,她可以在区块链上为她拥有的特定商品(例如房地产)做广告,并以她选择的价格出售。

Algorand允许她张贴她的财产出售,连同所有权证明,她选择的价格,以及她的出价的到期日期。一旦买方发现报价并同意价格,Algorand就允许他在不涉及卖方的情况下进行交易。

Algorand基本上为卖家提供了非交互式原子交换的选择。与往常一样,这种特殊互换也继续保证Algorand的所有安全财产——例如,针对“双重支出”、“所有权不确定性”等。

Algorand的售后交易也适用于多个不同货物的情况,其中,卖方为不同的货物子集指定不同的价格。一旦一个子集售出,先前提供的子集(包括刚刚售出的部分商品)将自动从市场上剥离。

最后,Algorand的售后交易包括非交互式拍卖,价格由市场决定,而不是由卖方决定。

售后交易在区块链上实现电子商务,由于其速度和易用性,将为Algorand区块链提供巨大的价值。

Algorand的技术路线图很深。上述创新正是我们计划在发布后的第一个月添加到我们的区块链中的创新。下一步将添加其他技术,就像创新一样。特别是,我们将添加智能合约、量子弹性等等。

结束语

区块链在很大程度上仍然是有抱负的,但最终都是尖端的技术产品。提高我们的抱负是好的。但是,如果没有适当的技术支持他们,我们的愿望就有可能踏空。

Algorand已经部署了许多创新技术,并将继续这样做。实际上,Algorand全心全意致力于研究:理论研究、经济研究、安全研究、数学研究和系统研究。

在其通用和灵活的共识协议的支持下,Algorand区块链可以以协商一致的方式发展。因此,它具有利用新技术突破的独特优势。为Algorand的区块链提供这些突破并实现真正的无国界经济是我们的宝贵使命。

Algorand

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