【翻译】分布式账本如何验证交易?

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本文作者:乔治
Blog:http://sammantics.com/
原文链接:http://sammantics.com/blog/2016/3/6/how-transactions-are-validated-on-a-shared-ledger
特别感谢西蒙·泰勒(Simon Taylor),他通过我们围绕这个话题所进行的对话在我的许多想法中发挥了重要作用,他的意见非常宝贵

本文将探讨如何使用分布式账本技术验证交易。它还会提供一些用例来说明这些交易验证者可能是什么样的。首先,交易验证将与比特币区块链不同,因为不会使用工作证明。私有区块链网络的特点是:

点对点:直接在控制资产的各方之间转移资产。

没有比特币货币:网络是为特定的市场建立的,可以发行和转让任何资产。

没有采矿:交易由形成联合的可信方或分布式账本上的节点排序。

快速:以秒为单位确认。

可扩展性:每秒1000个事务。

金融机构不希望公开区块链

这不再是一场辩论。R3CEV市场研究部总监Tim Swanson写了一篇题为水印化令牌和公共区块链上的假名的论文,  并引用了原因。Tim在这里简洁地说:

至少有三个可以确定的理由,那就是希望使用某种公开区块链的金融机构应该对带水印的方法保持警惕:

1)从比特币继承的内置安全系统和其他基于工作量证明的区块链不能在受管制的财务结算环境中输出(通过扭曲激励);

2)缺乏法律解决的终结;

3)水印方法引入的监管风险

本文倾向于使用术语水印标记来包含两种类型的系统:1)彩色硬币和2)使用他们自己的专有metacoin的嵌入式共识系统

注意:元币是一个在另一个区块链之上推出的硬币,作为层。

我强烈建议阅读本文,以深入了解这个问题。公开链接的世界是发明的,因此彼此不认识,不相互信任的各方可以进行交易。金融世界以非常不同的方式运作。各方必须相互了解和信任并加以识别。当各方可以相互信任时,就不需要采取挖掘和解决双重支出问题的方式来与公共区块链相关的低效率。(如果两个事务试图花费相同的输出,则会发生这种情况,只有其中一个事务将被接受。)如果不进行挖掘,可以通过创建散列函数来验证事务并添加到链中,而不管是否构成块。大部分私人区块链的行为方式与公共区块链相同。  

其中一个主要的区别来自交易验证人谁需要通过认证/信任才能加入分类帐。他们的身份是众所周知的。这实际上增加了一个额外的安全层,因为如果一个节点执行恶意行为,他们可以被迫害并从网络中弹出。与公共区块链网络相反,私有区块链中的交易验证者不会以代币(货币)的形式被激励,而是能够成为分类账的一部分,并能够读取他们认为有价值的数据。这篇文章将进一步探讨这个问题,因为作为交易确认者可能涉及无私/中立的当事人,所以不存在利益冲突。对于他们的服务,或许某种形式的付款是必要的。这笔款项不会以加密货币令牌的形式出现,因为在私人区块链中,正在交换的资产并不在链条上(比特币)。这更是一个交换的承诺。 

摆脱挖掘可以显着提高分布式账本的性能,因为它们在复制的数据库模式上仍然具有独特的属性:

任何节点都可以在任何时候写入链,而无需集中式节点协调写入操作。

网络可能是一个没有一个实体拥有网络的商业实体的联盟。这为希望共享和使用基础架构创造了更大的动力。

一种同步技术,允许分类帐上的某些节点具有不同的数据库副本。(原因如下)

交易验证器提供服务

事务验证器为整个分类账提供服务。他们确定交易是否符合分类账的协议要求,并确定它是有效的。在分布式分类账中,交易确认者通过就交易的有效性达成一致而将这些交易分成有序的单位(块),并专门对其进行排序以防止双重花费 

我在这个问题上与西蒙·泰勒(Simon Taylor)创业伙伴关系副总裁Simon Taylor交谈,他试图理解为什么选择交易确认者以及他们的目的是什么:

想想你为什么需要验证,你要验证的是什么?我证明记录匹配吗?业务逻辑执行了?谁需要看到这种情况?网络中的每个人?网络中的一些人?我的威胁是什么?模型为什么我可能要共识或验证? 

所以第一个目标是退一步说:谁需要查看数据?做什么在金融交易?这可能是交易对手。中央对手(中共)。聪明的预言家 一个监管者,也许还有两个律师事务所和一个保管人。那么为什么我还希望其他网络参与者验证交易?

这些交易确认器在区块链的成功中扮演着重要的角色,因为他们有能力分类账并发送交易确认。它们提供了所有各方行事的独特真相记录。

没有工作证明的安全问题

由于分布式账本上的恶意行为者是已知的并且可以被起诉,所以主要的安全问题是窃取私钥。  

创建交易的角色可以将他们的密钥存储在安全的离线位置。这被称为冷库。这不是很实际。

演员可以将自己的私钥存储在PC的本地硬盘上。这是一个问题,因为它可能会被黑客入侵。

演员可以让第三方供应商管理自己的私钥在钱包里。这对于那些对区块链知识有限的金融机构和企业中的非技术人员来说可能是最方便的。

这与公共区块链没有什么不同,除了有一个主要的安全升级:信任。了解交易对手和交易验证者可以保持激励机制,从而形成分布式账本。

私有区块链如何验证事务的示例

不同的公司正在使用不同的方法来验证交易。这些信息大部分还不是公共知识。但是,有几家公司分享了他们的做法,我将列举一些例子。  

安东尼·刘易斯(Antony Lewis)在他精彩的博客中描述Multichain(一个由Gideon Greenspan领导的私人区块链公司)如何通过循环法验证:

比特币的计算密集型工作证明解决了一个 匿名网络中的Sybil攻击问题,也就是说,一小部分实体假装是一大群实体,他们为了欺骗系统而达成一致,通过允许的区块链,创作者是已知的,必须签署他们创建的块,你没有这个问题,所以你不需要一个困难或缓慢的挖掘难题。

MultiChain使用一个随机循环系统来实现块加法器和一个挖掘分集的概念,这个概念是一个可配置的严格性,块加法器在添加一个块之后需要等待多长时间,然后其他节点将接受另一个块从他身上。

在一个极端(零的严格性)中,任何块加法器都可以添加任何块,这意味着它是非常宽容的,但也增加了单个块加法器或小块块加法器可能欺骗系统的风险。

在另一个极端的情况下(严格为1),一旦你添加了一个块,你必须让其他所有的块添加器添加一个块,然后再次添加。这可以阻止单个或一组块加法器创建分支,但是如果一个节点脱机,那么在某些时候,当网络等待脱机节点添加下一个块时,将不能再添加其他块。

您可以调整安全和技术故障风险之间的平衡。

块加法器是本模型中的交易验证器,资产所有者是执行交易的各方。

蒂姆·斯旺森(Tim Swanson)在他最新的博客文章中谈到了DAH公司如何收购Hyperledger,以及他们如何验证交易:

Hyperform技术平台2014年成立的一年中,最简单的方式是:没有XRPRipple,通过PBFT达成一致,没有任何区块,事务逐一单独验证。

来自Hyper的技术平台Hyperledger是第一个平台之一,现在被称为许可分布式账本:验证器可以是白名单和黑名单。它的设计首先是一个可扩展的分类帐,并希望整合像Codius ote这样的项目,作为实现合同执行的一种手段。

注意:实际的拜占庭容错(PBFT 

Ripple通过网络上的节点共享交易信息达成共识。一旦节点的绝大多数同意,达成共识。在事务验证之前,这可能是一个迭代过程。

其他私人区块链公司正在做的是,没有使用工作证明的公共区块链正在做什么。(正如刚才提到的)。他们将交易分组为块,创建单向加密散列函数并使用多方共识算法来举几个例子。  由于这是分布式账本/私人区块链空间成功的关键,所以公司用来验证交易的方法是我想要了解更多关于前进的信息。对于很多公司来说,他们可能仍然试图通过最好的方式来做到这一点。整个账本的健康取决于零件适应和承受压力的能力。在这种情况下,这将是交易如何验证以及验证者是谁的失败点。

另一个目前受到挑战的主要假设是围绕一个复制的共享数据库,其中所有的数据都是同步的,分类账上的所有节点都具有相同的副本。这就是上面第三个假设的作用:一个同步技术,它允许分类账上的一些节点具有不同的数据库副本。这为在账本上验证交易的方式打开了一个全新的选择。  

假设我们有一个有20个银行作为节点的分布式账本。其他节点将包括监管者,律师,保管人,智能预言者(智能契约)以及可能是无私利的当事人作为交易验证者。如何确定交易验证人是否在该生态系统内?所有的银行都会好起来,只有少数银行是交易验证者?这可能会根据验证者所知道的数据而产生大量的利益冲突。更不要说大多数金融机构在如何在当今世界进行交易和交易时享有匿名性,并认为这是一个明显的优势。为了成为分类帐的一部分,他们是否必须放弃这些?还是试图使之保密?如何分配交易以确保匿名?

为避免这些问题,已经做了一些激进的思考。只有交易中涉及的节点才会在交易之间验证交易。因此,分类账上的每个节点都将具有写入功能。这是通过不与任何直接参与交易的节点共享数据和交易来实现的。什么是共享的业务逻辑(围绕交易结构的说明)和工作流程(通过智能合约到哪里)。换句话说,业务逻辑对于所有各方都是已知的,但交易本身除了交易对手之外是匿名的。这可以使分类账上的每个人都看到,在不牺牲保密性的前提下,发生了一些事情。数据保留在每个银行节点中, 

如果双方正在进行交易,阻止他们在交易中勾结,那么现在就会发生什么呢?当然,交易确认者需要是双方的另一方,以确保不会发生不良行为。监管机构或其他市场基础设施的参与者可能是监督交易和交易的节点。除了确保交易金额和类型的匿名性之外,这个想法真正引人注目的是银行将自己的数据存储在其节点中。这使得每个交易对手能够控制他们自己的数据,而不是总账,这是任何人都不能接受的。如果整个网络遭到破坏,那么这个数据就是危险的。以这种方式存储数据为个别的金融机构提供额外的保护。

结算和结算中的交易验证

也许这为在位者成为分类账的一部分敞开了大门。像DTCC这样的交易所和那些比其他参与者更不感兴趣的观察员的交易所是这方面的专家,可能是网络上的节点。这两个角色在这个新世界的变化。他们不再托管数据,因为这些数据将留在银行的节点上,但他们可以参与设置合同模板(智能合约)和管理升级周期。他们也可以记录所有与分类账中参与者(每个金融机构)之间发生的每笔交易有关的交易。这对于建立每一笔交易换手的监管链都是非常有价值的。

还需要一个私人密钥管理员。这个角色将需要填补。也许这是网络安全领域的一些新兴的明星。不管这是否是真实的可能性,看看这些在职者如何定位自己,这将是有趣的。看看其他类型的公司如何开始考虑自己的使用案例的交易验证也将是有趣的。在即将发表的博客文章中,这个话题将会进一步探讨。

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