Algorand能解决不可能三角问题吗？

项目雨林零壹财经 2018-10-15

关键词：不可能三角 Algorand 区块链 共识机制 智能合约

Algorand是否真的可以完美解决不可能三角问题呢？解答这个问题首先要从共识机制说起。

人们对区块链这一革新性的技术似乎总是抱有太多期望，希望它可以快速又安全地处理大量的交易。而现实情况却是，我们不得不面对区块链的不可能三角困境，在可扩展性、去中心化和安全性中权衡利弊。

近期SilvioMicali教授代表Algorand团队在中国密集做了多场演讲和线下交流活动，很多人对Algorand这个项目寄予厚望，因为据说它可以解决区块链的不可能三角问题。

Algorand团队的核心人物SilvioMicali是麻省理工学院（MIT）电子工程与计算机科学系的教授，曾于2012年获得有着“计算机界尔奖”之称的图灵奖。他的许多前期研究基本上成为了区块链技术的基石，例如公钥加密系统及数字签名技术，此外，Micali教授还是零知识证明方法的发明人之一。可以说这样一位已经63岁高龄的老教授在区块链技术圈内是很有知名度的。

在很多公开场合，Micali教授喜欢把Algorand的核心特征简单概括为三点：

1.不分叉、没有矿工参与、没有工作量证明；
2.完美的可扩展性（高效）、交易可以被迅速确认；
3.高度的安全性。

那么Algorand是否真的可以完美解决不可能三角问题呢？解答这个问题首先要从共识机制说起。

Algorand背后的共识机制是一套混合共识机制，融合了可验证随机函数（VRF）、比较纯粹的权益证明机制（POS）与新型拜占庭协议（BA*），这里“比较纯粹的权益证明机制（POS）”既不同于简单的委托权益证明机制（DPOS）也不同于锁定保证金的权益证明机制（BondedPOS）。

在委托权益证明共识机制（DPOS）下，全网选择一定数量的节点来代表全网络的权益来。这些代理节点负责验证交易和记账并以一定的节奏来生成区块。此外，理论上来说DPOS共识机制下的区块链网络代理节点容易受到DDOS攻击而导致全网瘫痪。DPOS也可以说是牺牲了去中心化的一种妥协。

在锁定保证金的权益证明共识机制（BondedPOS）下，节点需要以“抵押”的方式将一定数量的数字资产锁定，而区块的记账权和“抵押”的数字资产成正比。虽然这种共识机制在某种程度上可以解决区块链上处理交易的效率问题，但却被许多人认为是一种变相的中心化共识机制。

而在Algorand的混合共识机制下，系统首先会根据节点持有的数字资产数量权重选出一批参与共识过程的节点，并基于可验证的随机函数（VRF）选出少量的节点作为领导节点，其余为验证节点。接下来领导节点生成区块并向验证节点广播区块信息，验证节点采用分步的新型拜占庭协议（BA*）来实现小规模的区块共识，共识达成后即发布区块。

Algorand的共识过程如下图所示：

那么Algorand在解决不可能三角问题的方案可行性如何呢？

首先在扩展性方面，Algorand宣称其分叉的概率为1/10^18，也就是近似于不会分叉。应用Algorand共识机制的网络中的节点不必经历较长时间的区块交易确认过程，而是可以立即对生成的区块做确认，因此在每秒交易数（TPS）上Algorand可以做到很高。

其次在安全方面，Algorand称其可以保证在大多数节点（超过2/3的节点）为诚实节点的条件下，整个系统是安全的。节点用户不必像POS共识机制那样将一部分数字资产做“抵押”，数字资产如何被使用仍由用户来决定。

最后在去中心化上，SilvioMicali认为目前已有的共识机制虽然表面上看起来实现了去中心化，但实质上随着时间的推移，这些共识机制的伪去中心化的特征就变得越来越明显了。Micali教授声称Algorand能够保证接入系统的每一个节点的地位是一样的，并且不会出现像比特币网络中节点被划分成不同层次的伪去中心化的情况（表现为算力越来越多地集中在5大矿池手中）。

目前Algorand在激励机制上还没有提供一套确定的方案，SilvioMicali更是直言不讳地说道“激励机制应该是我们最后的手段，我相信Algorand可以在没有激励机制的作用下运作。”

以太坊创始人VitalikButerin表示，如果完全没有激励机制，那意味着节点也没有动力参与整个系统的维护了。

虽然目前Algorand还没有明确的激励机制，但SilvioMicali依然对整个项目的前景很乐观。