Cardano平台第一层——清算层

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亲爱的读者们，这篇文章的作用就是为了让你们能够理解Cardano平台栈的第一层——清算层(Settlement Layer)。如果你已经理解了什么是清算层(SL)，那么我们建议你可以先去阅读文档和实现的不同之处，然后再去阅读有关协议和实现的文档。

本文适合以下人群阅读： IOHK的开发者、第三方软件开发者、审计师以及合作实现Cardano清算层或使用Cardano清算层参考实现的顾问。

什么是Cardano SL？

Cardano SL是由IOHK与Edinburgh大学、Athens大学以及Connecticut大学协作设计开发的加密货币。Cardano SL是基于Haskell实现的，可以看看由Aggelos Kiayias, Alexander Russell, Bernardo David和Roman Oliynykov所写的白皮书 Ouroboros协议。

你可以将Cardano SL想象成比特币重新构想的一种可以自由修复比特币设计缺陷的升级版比特币。请阅读是什么让Cardano SL变得特殊来获取关于Cardano SL与比特币相似点与不同处的更多信息。

加密货币基础

在给出加密货币定义之前，让我们先谈谈为什么我们需要去关心数字货币，尤其是加密货币。

我们为什么需要关心?

速度

与传统中央银行货币（也称之为法币）例如日元或美元相反，数字货币不需要银行系统来转移价值。没有这个限制之后，使用数字货币比使用银行业务要快的多，特别是在全球范围内的时候。使用数字货币从Osaka转10美元到Denver最长不会超过几天就能完成。数字货币不论距离的长远，所有的交易都很快速。

你的钱由自己掌握

所有商业银行账户的拥有者都是给予了一个承诺：当接收到一个支付请求的时候，会在一个合理的时间范围内支付一定数量的金钱。银行系统同样对金额转移的数量有限制，导致个人无法快速撤回或转移一笔大额资金。在加密货币的情况下，拥有一个叫做私钥的特殊信息的人，可以任意的花费自己的金钱。没有任何其他的组织有能力去操控用户拥有的金钱。

匿名性

人们想拥有多少加密货币的地址就可以拥有多少，不同的用途可以使用不同的地址用来接收或花费金钱。一个运营E-Commerce商店的商人可以有一系列的地址用来接收金钱或发起退款，并有一个单独的个人“钱包”为自己所用。有一个界面用来控制所有的这些钱包，不需要登录好几个支付平台，使用起来在时间上就显得比较高效。

安全性

金钱的安全与能够花费它的私钥的安全是一致的。也就是将存储着私钥的USB闪存盘放在保险柜里面与将现金放在保险柜里面是一样安全的。即使进行了成功的网络攻击也没有人能够窃取这笔资金。

可扩展性

使用一种称为侧链的技术，一般用途的加密货币，例如Cardano SL或比特币可以启用特定领域的区块链应用，比如以太坊经典。这样的话，任何通过特定领域的区块链技术既可以开发该领域的应用，同时可以让参与者在通用货币中保持价值。这种应用的例子有：身份管理、游戏、赌博以及可验证的计算。

什么是加密货币？

加密货币就是数字货币的一种形式，不过它使用加密来处理价值。加密为任意类型信息的真实性提供了一个可以产生真实性证据的方法。这个方法被称之为数字签名。在加密货币中，我们通过签名和发送交易到网络中以及接收已确认交易的区块生成一个账本（提供关于哪个地址拥有多少钱的数据库）。加密货币通常是去中心化的，也就是来自全球的人们通过运行加密货币的节点参与到账本的生成中去。因此，关于账本状态的共识必须要达成一致。有两个可以达到这种共识的重要方法将会在下一节讨论。

是什么让Cardano SL变成特殊的那个？

比特币与Cardano SL有很多的共同之处，也有很多不同的地方。最重要的一个不同点是比特币是工作量证明类型的加密货币，但是Cardano SL使用权益证明的方式来达到共识。这鼓舞了诚实以及长期参与。

共识算法的作用

共识算法用来产生一个新交易区块，并致使账本状态的更新，不论何时有人发布了一个交易区块，他们（更恰当一点应该是他们运行加密货币协议的节点）必须要附上此区块有效的证明。下面讨论了两种类型的证明。

工作量证明和挖矿

加密货币常见的共识算法就是工作量证明。它起源于比特币，这也是比特币的工作原理。为了产生工作量证明，电脑必须要解决一个挑战。这个挑战就是需要大量的计算力才能解决的一个问题，但是问题的结果却很容易被验证。当一台基于工作量证明网络中的电脑找到答案之后，就会将答案和在找答案的过程中已经计算过的交易一起发布出去。电脑的拥有者就会得到交易的费用和产生一个区块的奖励金。这整个过程就叫做挖矿。挖矿消耗的能量非常的多，而且所需能量的数量还在持续增加，这可能会导致不健康的竞争。

权益证明和挖矿

权益证明是产生区块的一个新颖方法。由 Prof. Aggelos Kiayias 带领的IOHK的科学家们设计出了第一个可证明安全的权益证明算法，叫做Ouroboros。Ouroboros是Cardano SL的核心。科研团队发布了一个白皮书，它值得任何有加密货币背景的人去阅读。权益证明的核心思想就是：与工作量证明需要大量计算浪费电力来生产一个区块不同，在权益证明中一个节点是被选出来生产新区块的，而被选中的概率与节点拥有代币量成正比。如果一个节点有正(> 0)权益，它就被称为股东。如果一个节点最终被选中来生产一个块，该节点就被称为领导者。你可以阅读Cardano SL中的权益证明来获取更多此过程的相关信息。

清算层之外

Cardano叫做"层"是有原因的，这是Cardano平台的第一个组成部分。最终，它会扩展到"控制层"，作为可信任的计算框架来评估特殊的证明，保证一定量的计算被正确的执行了。在游戏和赌博中，这种系统用来验证随机数产生和游戏结果的真实性。加上侧链，也许有可能完成像游戏中可证明的公平分配奖金的任务。不过控制层的应用远远超出了游戏和赌博。身份管理、信用卡系统等等都会成为Cardano平台的一部分。我们还致力于将Cardano SL的钱包应用Daedalus发展成一个通用的加密货币钱包，具有自动化的加密货币之间的交易以及加密货币与法币之间的交易。

翻译作者: 许莉
原文地址: Cardano Settlement Layer Documentation

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