大家好，我是链链，英文名Julia，我喜欢写一些“略”烧脑的文章，哈哈。我的每篇文章都会从零散的知识点中挑选一个角度，然后从这个角度出发去贯穿一条主线。为了使观众们可以更愉快地接触新知识，我会尽量使用简短、轻松的语言来讲解！好啦，欢迎你来到今日的《主题分享》。
前一篇（［小知识］ Cardano如何实现规模化应用？（一））讲了Cardano的共识算法是Ouroboros，今天想继续补充一下。
Ouroboros被证实是一种非常安全的pos算法，其实在eos和Cardano之前，pos就被其他加密货币使用过。
比如Nxt、Blackcoin、Peercoin等等。
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POW和POS的区别
普及一下，比特币使用的共识算法是POW，以太坊目前使用的是POW，但是将来要切换到一种叫做Casper的POS上，那么POW和POS之间有哪些不同呢？
第一，pow使用哈希算力，pos使用权益。
第二，pow需要矿工挖矿，pos则需要权益持有者经过选举记账。
第三，pow的情况，谁用大的算力先计算(哈希碰撞)出答案谁就取得记(wā)账(kuàng)权，而pos则是用一种随机的进程来决定谁取得记账权。
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POS的优势
与POW对比，POS算法有以下几种好处：
1、不像POW那么浪费电力和算力。
2、速度更快，更有效率。
3、比POW更能抵御51%攻击。
什么意思呢，我一个一个来说明一下：
比如有一户人家钥匙忘在家里了，找一个开锁师傅来开锁，假设开锁师傅开锁需要先配出一把钥匙。
一种办法是，为了快速开锁，找让5个开锁师傅同时打造钥匙，先打造出钥匙并且可以打开门的人可以拿到报酬，另外4个人就空手回去了。
另一种办法是，随机从5个师傅中挑选一名，让他开锁，然后给他报酬。另外4个师傅到别人家里去开锁。
大家可以看出，第一种办法显然是浪费了另外4名工人的时间和精力。并且，在同个时间段内，第二种方法可以打开5把锁，而第一种方法只能打开一把锁，这就说明pos优于pow的第一条和第二条。
那么第3条如何解释呢？
假如第一种方法，5个工人中有3名一致决定：下次趁主人不在家，进入行窃怎么样？因为3:2的比例，另外2名师傅只好同意也配合行窃，最后主人家里就失窃了。对比区块链，这个系统就不安全了。
假如第二种方法，5个工人每名工人都在公安局备案了，并且抵押了一部分保证金，抵押时间越长的工人拿到的工作越多，收入也越多。这种情况下，估计不会有人愿意作恶，因为公安局那里存着每名师傅的信息，就算师傅跑路了，保证金就拿不回来了。这个例子就说明了pos比pow优越的第三条。
那么POS是不是没有缺点呢？
也不尽然！
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POS共识算法的缺点
第一，跟pow使用大量的算力和电力不同，pos共识算法不需要提供物理上的物质来记账。在pow共识算法下，所有的矿工都面对同一个问题进行解题，而pos一名记账者（Slot Leader）可以并行处理几个slot，他完全可以选择几个最有利于自己利益的来记账。
第二，pos本身的特征决定了，pos会有一个叫做long-Arrange Attack的问题，什么意思呢？在pos的情况下，受害者并不知道该选择哪一条历史信息去记账，他可能要面对几条历史目录，但是却不能访问最近信息。如果这个人一直在网络中，他可以处理，但是如果他是一个新加入的节点，他就不知道该去连接哪一条来记录。
那么问题来了，如何才能让他在对最近信息一无所知的情况下选择出正确的区块呢？
正因为pos共识的这些问题，Cardano决定开发一种新的pos共识算法，这就是Ouroboros！
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Cardano 的 pos算法：Ouroboros
Ouroboros提供了一种新的选择方法去连接之前的区块链，而不需要知道最近的历史信息。
Ouroboros可以做到什么？
第一、协议了解健壮的交易账本（robust transaction ledger）的功能。
第二、证明策略中包含潜在的区块链数据结构：一般化的前缀、链的质量、链的成长性等等。
第三、分析辨别出那些控制了单个人持有较少权益的恶意组织。
第四、恶意破坏者比较喜欢控制网络，比如提前计划好一些延迟信息，在所有诚实节点行动之后开始发起攻击等等。
这里只是简单说说Ouroboros的设计，感兴趣的可以自己去浏览文末知乎大咖的文章，超专业哦！
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Ouroboros的操作流程
这里简要介绍一下Ouroboros的设计：
第一步，先有一个静态的状态，里面包含有初始的权益持有人（stakeholder候选人）分配。这个作为 genesis block是可以不上链的。
第二步，用一个可以信任的锚节点。假设一个随机的锚节点在一个规律的间隔中生成一个随机种子，使用这个种子来实现从stakeholder候选人中选取slot Leader。
第三步，去除一个锚节点的密码学。由选定的stakeholder集体去除这个可以信任的锚节点。
说实话，很难说我真的弄懂了这个设计，整个算法是非常复杂的，但是我认为我们了解这些也基本足够了。
最后附上一个图，这张图简单的描述了一下工作流程。图中的epoch是包含slot 的一个序列，在Ouroboros中，多个epoch可以并行进行。slot可能存在silence slot，也就是未被打包的slot。
本文内容参考：
知乎文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/33824015
视频资料：https://www.youtube.com/watch?v=LCeK_4o-NCc&t=414s