洞见staking：Wanchain星系共识设计的平衡之道

分享者：Bryan

阅读难度：★★★★☆

技能要求：共识设计

阅读时长：20分钟

编辑：红军大叔

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2019年5月16日，《洞见staking》---解密Staking Economy的meetup第二次活动在北京海淀区举行， 感谢无涯社区的成员的支持， 也非常感谢各位嘉宾的精彩分享，本活动是由无涯和Wetez钱包以及碳链价值共同举办。

背景提示： 目前纯PoS的项目只有Tezos， cosmos是PoS + BFT，Wanchain是第二个纯PoS共识。

星系共识及角色定义

01    从POW切换到POS

Wanchain项目比较特殊， 一开始用的是PoW共识算法， 然后改到PoS， 那么为什么要改到PoS呢？

首先是解决高能耗的问题， 因为PoW是需要算力来碰撞哈希， 这个过程既需要硬件的不断迭代更新也需要大量的电力支撑。PoW碰撞哈希的过程也是比较消耗时间， 所以吞吐量是很难上去， 而PoS则没有了哈希碰撞的这个过程， 这样就可以把更多的时间留给交易、打包、上链， 所以它的TPS会比较高。

第三个是安全性， 对于PoW来说像比特币这样的安全性是得到公认的， 但是有一个前提， 就是这个上面的算力很大， 如果是一个比较小型一点的项目的话算力就偏小， 对于算力偏小的项目则很容易被攻击。 这种情况下选择PoS共识算法安全性较容易得到保障。

最后一点是更加去中心化， 这是相对于EOS这样的DPOS来说的。 EOS是选举出固定数量的21个节点参与共识， 而POS只要达到一个门槛你就都可以参与这个共识， Wanchain来说也是设置了一个相对较低的门槛， 这样能够让社区更容易的参与， 达到更加去中心化的目的。

 02    什么是星系共识

星系共识（Galaxy Consensus）是Wanchain 自主设计的新型PoS共识协议，其特点是拥有安全稳健的委托机制。

目前Wanchain正向全球公开招募验证节点， 欢迎大家参与。

之所以起名叫"星系共识"， 是希望这个共识能够被共享给更多的人来使用， 如果你想用尽管拿去用， 就像很多项目可以借鉴Tendermint或者Ouroboros一样。所以， 星系共识并不是Wanchain独有的， 而是全民共享的。

当然， 项目的起名很重要， 因为"名不正则言不顺"， 你的名字是大众第一眼对你的感知， Wanchain共识名称中间也是经历几次迭代才最终确定下来。

另外， 对于中国的项目来说， 如果可能也可以考虑中国元素之类的名字也是一个不错的参考点。

 03    星系共识的优势

1、以Ouroboros共识作为安全基础。

即我们不是从零开始， 而是借鉴了Ouroboros共识。 之所以借鉴Ouroboros是因为Ouroboros是工业界第一 个被采用的可证明安全PoS算法

2、Wanchain对随机数生成做了创新

对关键密码学组件进行创新，全新设计更加安全高效的随机数生成算法(Random Beacon)， 这套算法能确保随机数均匀分布不可被预测

3、另一个创新是出块者选择上用了ULS算法。

创新性设计了ULS算法(替代VRF) 用于出块者选择，保证了合法出块者的唯一性，大大降低了自然 分叉概率，缩短了共识时间。

 04    星系共识中几个关键角色的说明

所谓验证节点就是可以参与共识出块的节点， Wanchain将验证节点分为普通验证节点和受托验证节点。 普通验证节点不可以接受委托， 受托验证节点可以接受委托人的委托。

1. 对于普通验证节点的抵押门槛是一万个WAN， 无上限。

2. 对于受托验证节点抵押门槛是五万个WAN， 无上限， 并且受托节点质押和可接受委托的WAN数量比值为1:5, 即你自己质押的越多你得到的受托数量也会越多。

3. 委托人。 对于持有量较低的参与者可以将WAN委托给受托节点， 最低委托数量为100WAN， 委托人的收益由合约自动分配。 委托人的Token安全性也是由合约保障的， 到了返还时间系统会自动执行归还操作。

05    委托人门槛是为了防御女巫攻击

如果一个有恶意的节点模仿了多个身份，他就可以控制系统的很大一部分。 我们把这种模仿多个身份的攻击定义为女巫 攻击（Sybil Attack）。

这就是我们要设置100WAN门槛的原因。 这样就让扮演一个新身份需要一定的成本， 能够抑制攻击。

06    委托比率为什么设置1：5？

主要是防止大户作恶， 带来一个杠杆撬动效应， 因为如果比率过高意味着投入很低的成本就可以获得大量的权益。

07    如何防止长程攻击

长程攻击是攻击者创建了一条从创世区块开始的长区块链分支，并试图替换掉当前的合法主链。

Wanchain的应对方法： 限制回滚的长度， 超过一定的时间长度或者区块长度被认为是无效区块。 目前回滚时间长度最多为2K个slot， 最大的区块长度为K个block。

受托验证节点的权利义务和委托机制

 01    受托验证节点的权利和义务

1、义务：运营受托节点， 包括自建服务器或者租赁云服务器， 将机器参数调成最优化状态， 确保节点的稳定和安全。

2、义务：就是保障Wanchain的网络安全， 具体来说就是通过质押WAN代币来保证网络安全运行。

3、义务：维系网络运行。 处理交易并参与共识过程

4、义务：线上治理， 包括各项政策和协议的投票

5、权利： 获取节点出块奖励、委托费、交易手续费

6、权利： 招募委托人， 增加节点WAN代币投注量， 提高节点收益

 02    委托机制

1、所谓委托， 就是受托节点可以接受委托人的WAN代币的委托， 这样可以增加节点质押重量

2、委托费率的范围， 可以设置在0到100%之间， 即你可以不向委托人收取费用， 也可以100%的收取费用

3、那么受托验证节点如何提高自己的奖励呢？

    1） 质押的数量越多， 越能被选中出块获得奖励

    2） 质押的时间越长， 越容易被选中

    3） 你在网络中的活性

 03    验证节点的硬件要求

建议： 尽量选择海外服务器。

验证节点的共识过程和收益

01    验证节点的共识过程

1、参与者将WAN代币代入指定的合约地址， 陈炜验证节点， 这个期间WAN被合约冻结

2、验证节点选择参与的共识周期， 最短14天， 最长180天。

3、每一轮(Epoch)， 一般是2天， Wanchain会从所有节点选出75个参与打包出块，然后放回去再继续选择75个进行下一轮的打包出块。

4、这75个被选中的节点会获得奖励， 奖励是每两天自动结算。

受托验证节点和普通验证节点会一起被选出75个节点， 然后随机分成恒星组和行星组，恒星组负责生成随机数， 行星组拿到随机数后根据算法确定到底是谁来出块。

02    收益

前面已经提到过， 收益是和你的质押数量、时长、节点活性成正向关联。

Wanchain PoS第一年的总奖励额为2,500,000 WAN 。此后每年的总奖励额递减12%。大致相当于每五年总奖励额减半。

需要注意的是Wanchain是没有增发机制的。

可以看出来越早期参与收益越大。

03    受托验证节点投资回报率ROI(假设场景)

Wanchain项目简介

01    Storeman跨链机制

Wanchain是一个跨链项目， 目前已经实现了跨BTC和ETH。

基本原理： 当你发起了一个跨链交易， 我们把原链的交易给锁住， 然后在Wanchain上生成映射代币。 我们有一组21个节点构成的Storeman， 通过多方计算和门限密钥达到安全跨链转账。

 02    跨链应用场景

最终是构建数字经济的超级市场， 可以具体应用在支付、钱包、借贷、理财、结算和兑换。

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