集中式區塊鏈

在集中式區塊鏈中，中央機構總是選擇并分配下一個區塊。 當單個實體產生塊時，每個用戶本地存儲所有塊，因此塊內容是防篡改的。

這種方法顯然既超高效又易于實現。 另外，它保證了快速塊的最終性。 實際上，接收到由中央機構數字簽名的新區塊的每個用戶都會立即知道該區塊是有效的，并且可以立即依靠其包含的交易。

另一方面，這種方法需要超強的信任假設。 必須信任一個中央實體，不要審查任何用戶，并為所有用戶分配相同的新塊。 而且，a 單個實體很容易被簡單的拒絕服務攻擊所破壞或阻止。

工作證明（POW）分權

分散區塊鏈的流行方法要求礦工通過工作證明來延長最長的鏈條。 這需要礦工進行大量的計算工作，最終轉化為高能耗和非常高的交易成本。 此外，PoW方法將許多權力集中在少數采礦池（通常只有2或3個采礦池）中，對PoW區塊鏈的分散施加了懷疑。 此外，這種區塊鏈經常“分叉”。 因此，他們的用戶只要出現就不能依賴新的塊。 相反，他們必須等到鏈中的塊足夠深，導致非常高的延遲。

出于這些原因，區塊鏈社區已經提出了分權化的替代方法，中央權力機構的權力分布在適當選擇的委員會中 。 實施這種方法的方式有很多種，有各種優點和缺點。

固定委員會的權力下放

在第一種方法中，選擇所有新塊的權力將永久授權給一個小委員會（例如，10,100或1000強） ，只要大多數委員會成員都能夠確保區塊鏈的完整性誠實。

優點：

• 效率。 在這種方法的明顯部署中，每個委員會成員基本上都是在中央區塊鏈中執行中央權威機構的工作，再加上一些額外的計算和溝通，以使整個委員會根據委員會成員的行動選擇一個區塊。 這些額外的工作量只與委員會規模成正比，并且與系統中的用戶總數無關。 因此，這樣的系統是可擴展的。
• 易于執行。 如果由委員會大多數成員進行數字簽名，委員會選擇的每個區塊都將通過認證。 或者，可以使用“門限密碼術”來生成聯合委員會公鑰PK_C，其秘密密鑰被分配給委員會成員。 然后將個人成員數字簽名轉換為相對于PK_C的聯合數字簽名。

缺點：

• 非常強的信任假設。 即使委員會可能以大多數誠實成員開始，對手也可能隨著時間的推移而腐敗或賄賂大多數成員。
• 強大的漏洞 。 一個固定的委員會很容易受到攻擊，而對手最終可能會損害大多數委員會成員。 另外，攻擊者可以立即對委員會成員發起拒絕服務攻擊，阻止他們接收對方的消息，或者接收他們應該包含在新塊中的新事務。

輪換委員會分權

另一種方法是，由一個“輪換委員會”取代固定委員會。 在一個例子中，有一組N個委員會，并且對于每個新塊，這些委員會中的一個被隨機選擇以選擇塊。 在另一個例子中，在當前委員會選擇了一個區塊后，其中一些成員被刪除，并且增加了一些新成員。

當然，這種方法需要一種安全的方式來確保為每個新塊選擇一個“合適的委員會”。

優點：

• 效率。 這種方法的效率和可擴展性基本上與固定委員會系統相同，因為每個委員會的規模可以保持大致相同，與用戶總數無關

缺點：

• 強信托假設。 在這兩個輪換委員會制度中，大多數委員會成員在很長一段時間內都保持固定，因此人們必須假設他們長期以來保持誠實。
• 漏洞 。 對手可能無法攻擊系統中的大多數用戶，但可以成功攻擊少數小委員會的大多數成員。

Algorand：真正的分權

在真正分散的區塊鏈中，每個新區塊都由獨立的新委員會生成，該委員會從所有用戶的集合中隨機選取 。 原則上，從所有用戶安全地選擇委員會可能需要非常大量的計算和/或通信。 阿爾戈蘭德為解決這個問題而推出的獨特創新是秘密自我選擇 。 在很高的層面上，每個用戶都會玩她自己公平的加密彩票，最后她是唯一知道她是否是委員會成員的人。 在后一種情況下，她還有一張中獎票 ，這是一張數字和不可偽造的證明，她確實是該委員會的成員。 任何人都可以立即核實用戶的獲獎機票，以確認她確實是委員會的成員。

請注意，最初，委員會成員自己保留自己的獲獎機票，這是其他人無法看到的。 因此，對手甚至不知道委員會成員是誰，因此，他不能腐敗他們或對他們進行拒絕服務！ 假設愛麗絲被選為現任委員會的成員，并且以此身份，她需要發送一條消息M.然后，愛麗絲通過網絡傳播她的獲獎票和由她進行數字簽名的M. 在這一點上，對手可以知道愛麗絲是委員會成員，但腐敗她現在是毫無意義的。 事實上，艾麗斯的獲獎票和消息通過網絡傳播，而對手無法阻止他們，而不是政府可以阻止維基解密傳播的信息。

假設為了產生新的區塊，每個委員會成員只需要發送一條消息，系統仍然是完全安全的。 然而，委員會需要少量輪次來創建新的區塊，并且在這些輪次中的每一輪中，委員會成員都需要發送一條簡單而容易計算的信息。 因此，盡管敵手不能影響第一輪的信息，但原則上他可以影響后續輪次的信息。 事實上，在看到獲獎門票后，他知道委員會成員是誰，并且可以迅速對他們進行攻擊。

Algorand通過單獨的創新解決了這個問題，即使塊選擇協議播放器可以更換 。 這在很大程度上意味著該議定書不需要一個委員會全面執行。 相反，協議可以通過 隨機選擇每輪的委員會成員來成功執行。 這種新穎的特性使得Algorand協議能夠在任何時間點都能立即成功攻擊任何用戶的對手非常安全。

請注意，傳統協議是在同一組玩家中定義的， 無法支持玩家的可替換性。 在我們看來，只有玩家可替換的協議才是真正的分散式，因為只有它們能夠抵擋那些肯定會試圖攻擊全球加密貨幣的強大對手。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【译】Pure Proof-of-Stake Blockchains: Secure Blockchain Decentralization via Committees的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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