区块链行业技术引卷之六公链共识与治理迷局20190418通证通研究院13页

研究源于数据研究挖掘机会研究呈现价值1[Table_Summary]公链共识与治理迷局——区块链技术引卷之六通证通研究院区块链研究报告专题报告技术引卷2019.04.17通证通xFENBUSHIDIGITAL分析师：宋双杰，CFAEmail:[e-mail]分析师：孙含儒Email:[e-mail]特别顾问沈波RinJX更多研究请关注通证通公众号获取通证通研究院FENBUSHIDIGITAL请务必阅读最后特别声明与免责条款导读：自2017年发布初版白皮书以来，EOS就受到广泛关注。但行业内对其共识机制与治理方式一直存在质疑，也有观点认为EOS能够赶超ETH成为下一代公链。此篇专题报告将探讨区块链的共识机制与治理模式，并以EOS为例分析区块链共识的三个层次。摘要：ETH创始人VitalikButerin曾经在一篇文章中谈到了“非中心化”的三个层次：架构层、政治层与逻辑层。借鉴Vitalik的思想，我们可以将区块链的“共识”也分成类似的三个层次：架构层、政治层与生态层。架构层指：区块链依靠密码学与共识算法，使组成网络的各节点能够对区块链的历史状态数据达成一致；政治层指：区块链的实际控制者，包括社区对项目的运营、治理、发展路线等达成一致，开发团队对架构层技术的实现达成一致；生态层指：区块链生态、经济系统的全体参与者对区块链价值形成的共识。我们可以从容错性、抗攻击性、反串谋性这三个角度评价一种共识机制。本文从共识的三个层次及EOS贿选事件切入，简单回顾了EOS的架构层共识——DPoS-BFT共识机制，分析了EOS的经济模型，包括其通证的主要功能、分配方式、供需关系，对EOS生态参与者进行聚类划分，分析不同身份的参与者对于EOS通证的需求，推测EOS出现贿选的根本原因及其治理模式的缺陷。最后本文将PoW、PoS与DPoS共识机制以及公链治理模式作出对比，分析EOS治理问题的根源，并对未来公链治理的发展方向进行展望。风险提示：公链治理的中心化风险通证通研究院xFENBUSHIDIGITAL专题报告研究源于数据研究挖掘机会研究呈现价值2目录1共识的三个层次...............................................................................................................................41.1“架构层”共识......................................................................................................................................51.2“政治层”共识......................................................................................................................................51.3“生态层”共识......................................................................................................................................62EOS的治理迷局..............................................................................................................................62.1EOS架构层共识简析.........................................................................................................................62.2EOS经济模型简析.............................................................................................................................72.2.1EOS通证的功能..............................................................................................................................82.2.2EOS的供需关系..............................................................................................................................82.2.3EOS经济体系的参与者..................................................................................................................92.3主流公链的治理模式........................................................................................................................103EOS治理问题的根源在哪里？....................................................................................................11通证通研究院xFENBUSHIDIGITAL专题报告研究源于数据研究挖掘机会研究呈现价值3图表目录图表1：三个层次的“非中心化”..............................................................................................................................4图表2：共识的三个层次.........................................................................................................................................5图表3：EOS通证简介.............................................................................................................................................8通证通研究院xFENBUSHIDIGITAL专题报告研究源于数据研究挖掘机会研究呈现价值4在技术引卷系列专题报告中，我们介绍了PoW（工作量证明）共识、PoS（权益证明）共识以及通过选举间接形成共识——Delegated（委托投票）类共识机制。EOS作为采用改进的DPoS-BFT共识机制的公链，从2017年发布初版白皮书开始就受到广泛关注。但行业内对其共识机制与治理方式一直存在质疑，同时也有观点认为EOS能够赶超ETH成为下一代公链。PoW共识允许节点自由地加入或退出区块链网络，节点通过消耗电能进行大量哈希值计算的方式竞争记账权。而PoS共识中，节点竞争记账权的依据从算力变为持有的权益，降低了能源消耗。EOS使用的DPoS-BFT共识仅允许数量较少的节点参与共识过程。这些节点由持有权益的普通节点投票选出，并采取动态更新、轮流记账的制度，中心化程度比PoW、PoS更高，相应地网络效率也有较大提高。此篇专题报告中，我们将探讨区块链的共识机制与治理模式，并以EOS为例分析委托投票类共识。1共识的三个层次ETH创始人VitalikButerin曾经在一篇文章中谈到了“非中心化”的三个层次：架构层、政治层与逻辑层。架构层是指：一个系统由多少个具有全功能节点的组成、并且在系统运行过程中，同时可以容忍多少个节点发生故障而不影响系统的正常功能；政治层指多少独立的个人或组织对节点拥有实际控制权；逻辑层是指：如果不考虑系统的内部架构，而从其表现与整体功能来看，它更像一个完整的单一设备还是分散的节点组成的集群。Vitalik阐述了他对区块链的看法：架构、政治层非中心化，逻辑层中心化。区块链之所以在逻辑上是中心化的，是因为每个区块链网络都有自己的共识机制，维护同一个状态（账本），由各节点组成的区块链网络功能更像是一个整体。借鉴Vitalik的思想，我们可以将区块链的“共识”也分成类似的三个层次：架构层、政治层与生态层。架构层指：区块链依靠密码学与共识算法，使组成网络的各节点能够对区块链系统记录的历史状态数据达成一致；政治层：区块链的实际控制者，包括社区对项目的运营、治理、发展路线等达成一致，开发团队对架构层技术的实现达成一致；生态层：区块链生态、经济系统的全体参与者对区块链价值形成的共识。架构层共识是区块链网络的根基，政治层图表1：三个层次的“非中心化”资料来源：Medium,通证通研究院通证通研究院xFENBUSHIDIGITAL专题报告研究源于数据研究挖掘机会研究呈现价值5共识是架构层共识得以实现并保持迭代的保证，而生态层共识则依赖于架构与共识层。1.1“架构层”共识简单地说，架构层共识即物理层面的、由算法保证的组成区块链网络的节点间形成的共识。Vitalik认为非中心化的优点包括容错性、抗攻击性、反串谋性。同样地，也可以从这三个角度评价“架构层”共识。“容错性”即这种共识算法在理论上可以容忍拜占庭节点存在的比例，因共识机制的不同而异。例如PoW的容错能力为1/2，pBFT的容错能力为1/3。“抗攻击性”即共识机制抵抗各种常见攻击如双重支付、女巫攻击等的机制。“反串谋性”即通过共识算法中的激励、惩罚措施防止节点之间采取策略相互合作，以谋取不当利益。在《区块链技术引卷》系列专题前两篇里，曾简述了PoW、PoS等主流共识机制架构层方面的特性。但即使一个区块链系统在架构层共识上实现了容错性、抗攻击性、反串谋性，它最终在生态层的表现，即用户最终感受到的稳定性、安全性也可能不尽人意，这就涉及到区块链系统的政治层共识。1.2“政治层”共识关于容错性，工程领域有一种常见的故障模式称为“共模故障”（Commonmodefailure）。假设在一个多个子部分组成的系统中，每个子部分出现错误的概率是p，且相互独立，如果系统中同时有N个子部分出现错误才会故障，则系统的理论故障率是p𝑁。但实际往往观测到类似的系统故障率远远高于理论值，甚至接近于p。这是由于多个可能出现的错误并不是统计上相互独立的，也就是说引起这些故障的原因可能是相关的。例如这些子部件可能有同样的设计缺陷，当观测到一个子部件发生故障时，很可能其他子部件也会出现相同的故障。区块链系统虽然在架构层上能保证一定的容错能力，但是它很难抵御共模故障。假设该区块链的开发团队在发布的客户端中留下了一个bug没有发现，而大部分节点都安装了该版本挖矿程序，当bug触发时，出现故障的节点比例很容易超过容错上限。政治层的共识也是共识重要的一环节，并且是无法用算法、代码来衡量的。如果开发社区对区块链发展的路线、理念存在分歧，很可能引发架构层共识的分裂。例如由于部分BTC矿工及社区成员图表2：共识的三个层次资料来源：通证通研究院通证通研究院xFENBUSHIDI