區(qū)塊鏈協(xié)議存在著高耗能不夠民主容易分叉可拓展性差等問題的缺陷

2009 年，中本聰在郵件中總結(jié)了上世紀90年代電子貨幣失敗的教訓(xùn)：“很明顯，是中心化讓它們最終無法擺脫失敗的命運?！?/p>

根據(jù)中本聰?shù)脑妇埃?a href="http://wenjunhu.com/tags/比特幣/" target="_blank">比特幣是第一批真正嘗試去中心化的數(shù)字貨幣。不過，比特幣誕生十年以來，其中心化的弊端也越來越凸顯。

很重要的一點——挖礦越來越難。比特幣剛誕生時，任何技術(shù)愛好者都可以使用自己的電腦 CPU 來挖礦，門檻非常低。之后隨著比特幣的發(fā)展，以及區(qū)塊鏈變得更加資源密集，礦工需要用高成本投資 ASIC 挖礦設(shè)備。這就使得比特幣網(wǎng)絡(luò)的權(quán)力越來越集中在少數(shù)人手中。

很多項目正在比特幣提出的去中心化道路上繼續(xù)深耕探索，以期為商業(yè)、政府等帶來巨大的積極影響。這其中就包括備受關(guān)注的 Algorand。

Algorand 由 algorithm（算法）+ random（隨機）組成，這意味著其最大的特點在于用算法隨機產(chǎn)生出塊和驗證節(jié)點。創(chuàng)始人 Silvio Micali 是麻省理工學(xué)院（MIT）教授。相比起 MIT 教授，Micali 更有名的身份是密碼學(xué)家與圖靈獎得主，他曾在 1986 年聯(lián)合創(chuàng)作了第一篇零知識證明理論的論文。

所謂魚和熊掌不可得兼，很多人已經(jīng)默認區(qū)塊鏈里的「不可能三角」問題是無法解決的，正如 Micali 所說，“2000 年來的區(qū)塊鏈項目都只解決了「不可能三角」中的其中之二?！彼J為當前的區(qū)塊鏈協(xié)議存在高耗能、不夠民主、容易分叉、可拓展性差等問題，針對以上痛點，Algorand 提出了新的共識算法即純粹權(quán)益證明（PPoS--Pure Proof of Stake）。

在 Algorand 中，共識機制分為兩個步驟：

1）隨機選舉區(qū)塊生成者生成區(qū)塊；

2）隨機選出 1，000 人驗證區(qū)塊，形成共識。

與 PoW、PoS、DPoS 共識算法不同的是，PPoS 強調(diào)真正意義上的去中心化（不區(qū)分普通用戶和 “礦工” ，不存在用戶分級）、可擴展性大（隨機算法計算量很小，幾乎無延時）、安全性強（可抵擋協(xié)議層與網(wǎng)絡(luò)通信層面的攻擊）。

我們接下來分別看一下 Algorand 是如何解決這個困擾行業(yè)多年的「不可能三角」問題的。

安全

驗證委員會成員由 VFT 加密抽簽隨機選擇，只有被選人自己知道，并且只有當區(qū)塊被廣播了才會暴露驗證者的身份，此時驗證者的身份已不再，變成了普通節(jié)點，而且此時攻擊者也已無法發(fā)動攻擊了。且每一輪的區(qū)塊提議者都重新使用 VRF 進行加密抽簽，增加了隨機性以及不可預(yù)測性，從而加強安全性。

可擴展性

目前比特幣每秒處理三到四筆交易的可擴展性制約了其發(fā)展?jié)摿Γ绻谌蚍秶鷥?nèi)普及比特幣，它需要達到每秒處理成百上千筆交易的能力。

“以太坊也有類似的問題”，以太坊的創(chuàng)始人 V 神曾說，“以太坊網(wǎng)絡(luò)最大的容量是每秒 15 筆交易，如果不改變的話，行業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)會受到限制?！?/p>

Algorand 建立了一個加密抽獎形式來決定參與廣播區(qū)塊的委員會成員，每次抽獎只需要大約一微秒，而且所有抽獎獨立操作，互不干擾。候選人群組大小的期望值是一個常數(shù)，和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與用戶數(shù)不成正比，從而保證可擴展性。

在最近的一次網(wǎng)絡(luò)可擴展性測試中，Algorand 的測試成績是大約 5 秒創(chuàng)建一個區(qū)塊，平均每秒可處理上千筆交易。

去中心化

去中心化是「不可能三角」中非常難以實現(xiàn)的一個問題。

Algorand 首席密碼學(xué)家 Gorbunov 說，“為了解決去中心化的問題，Algorand 創(chuàng)新地引入了秘密自我選擇機制，每一個用戶都可以公平地參與進入委員會的加密抽獎，最終是否成為委員會成員只有用戶自己知道?！?/p>

因為驗證是隨機選擇的，沒有人知道誰會參與驗證區(qū)塊，而且隨機驗證在本地設(shè)備上操作，加速了交易處理的時間。

Algorand 網(wǎng)絡(luò)共識參與的門檻很低，每個人都可以成為其中的一份子。此外，目前的 Algorand 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在經(jīng)濟實惠的電子設(shè)備 Raspberry Pi 上進行了測試，所以用戶無需大量資金即可加入網(wǎng)絡(luò)。

委員會選舉的過程很安全：假設(shè)系統(tǒng)中的壞人可以賄賂任何節(jié)點，讓他們說謊，但在 Algorand 系統(tǒng)里，壞人到底應(yīng)該去賄賂誰呢？當委員會被選舉出來的時候，壞人可以知道這 1，000 個人分別是誰，但問題是，這時哪怕委員會里的人被賄賂了，他也已經(jīng)把自己的中獎證明和對區(qū)塊鏈的驗證意見給廣播出去了——換句話說，此時區(qū)塊驗證已完成，賄賂也無濟于事。

雖然 Algorand 最終能否解決「不可能三角」問題還有待觀察，但有一點是肯定的：越來越多的項目將會在區(qū)塊鏈創(chuàng)新的道路上繼續(xù)前進，直到有一天真正實現(xiàn)了去中心化的愿景。

有著“明星光環(huán)”的 Algorand 從最初就得到了廣泛關(guān)注，而即將于 6 月 19 日新加坡時間下午 6 點舉行的荷蘭式拍賣也備受矚目。

所謂荷蘭式拍賣即：在每次拍賣中，都有固定數(shù)量的 ALGO 在固定的時間內(nèi)可供拍賣。在拍賣過程中，ALGO 的價格從一個初始價格開始，并不斷降低，直到達到一個最低價格，或所有出售的 ALGO 都以拍賣的結(jié)算價格出售位置。價格隨時間呈線性下降。

對很多人來說，荷蘭式拍賣并不熟悉。2004 年谷歌上市時，就采用了荷蘭式拍賣的方式進行 IPO，荷蘭式拍賣對于個人投資者來說更公平，因此在華爾街并不流行。

Algorand 基金會在公告中表示，選擇這種代幣出售方式的原因主要有兩個，旨在實現(xiàn)公平原則：

“無國界經(jīng)濟的一個核心原則就是公平。我們認為，決定 ALGO 價格的應(yīng)該是市場，而不是我們。我們發(fā)現(xiàn)荷蘭式拍賣機制能夠?qū)崿F(xiàn)公平原則，主要原因有兩個。首先，因為在每一場拍賣中，每一個人購買 ALGO 的價格都是一致的；第二，因為價格是由市場決定的。”