BYT:Bytom2.0 共识算法介绍

术语

Epoch：一个Epoch以一定的区块数来记数，在同一个Epoch下验证者节点是固定的，下一个Epoch会根据上一个Epoch投票情况产生新的验证者。

Checkpoint：共识算法不会处理链中的所有区块，而是以Checkpoint为单位来验证，一般情况下以一个Epoch的区块数作为一个Checkpoint。

Justified：一个Checkpoint在收到一次2/3确认后状态为justified，justified的节点可能会被推翻。

Finalized：一个已经justified的Checkpointc的子节点被justified后，则Checkpointc转化为finalized，具有finalized的checkpoint不可被推翻。

DigiByte创始人：未来是基因工程和区块链的结合:DigiByte创始人Jared Tate发推称，未来是基因工程和区块链的结合。为了孩子们的未来，我们现在必须采取行动保护我们的身体。这不再是钱的问题了，而是关于数据。我们必须不惜一切代价保护自己的DNA。[2020/8/15]

为什么我们需要升级Bytom2.0共识

Vapor也采用了和Bytom2.0一样的DPoS+BFT算法，且稳定运行了较长时间，并承载了很多应用，但同时也发现存在以下问题：

在高速出块的情况下，每个区块都要进行2/3的签名确认将占用大量的网络带宽。0.5秒出块使得链上数据占用的磁盘空间急剧膨胀；容易导致分叉；此外，也给一些钱包、浏览器造成了一些性能上的瓶颈。共识算法未经过有效的安全性验证，传统的BFT算法一般都需要两次确认。Bytom2.0对共识进行了升级，以解决上述的几个问题：

分析：匿名实体已垄断DigiByte两种算法的矿池算力 或可对其发动51%攻击:据Reddit上发布的详细分析，一个匿名实体正在使用高级挖矿硬件并开始垄断Digibyte其中两种算法Skein和Qubit的矿池算力。该实体挖矿的速度大约是其他矿工的三倍。该分析考虑了莱特币创始人Charlie Lee对DigiByte的“5种算法系统”的评论，即这并不比莱特币更安全。总而言之，分析称“这个实体在NiceHash上租几百美元的算力就可对该网络发动51%攻击。具有讽刺意味的是，就在几天前，DigiByte联合创始人Jared Tate还重申了基金会对权力下放的承诺。据了解，DigiByte是一个基于PoW共识算法的网络，于2013年推出。与许多其他加密货币不同，它使用五种不同的挖矿算法，包括Scrypt、SHA256、Qubit、Skein和Groestl，旨在增加网络的去中心化程度。（CryptoPotato）[2020/4/27]

采用Checkpoint为单位来进行验证和签名，大大减少了签名确认所占用的网络带宽将0.5s一个块延长为6s一个块，降低分叉概率对每个Checkpoint进行两次确认，第一次为Justified状态，第二次才进入最终确认Finalized状态Bytom2.0升级后，在以下多个方面可以获得较大提升：

声音 | DigiByte创始人：应该在DigiByte区块链上构建美元稳定币DigiDollar:DigiByte创始人Jared Tate发推称，“所以是我们构建DigiDollar的时候了。在DigiByte区块链上启动了一个美元稳定币。现在所有这些稳定币都是在非常不安全的集中式网络上发行的。完全是垃圾。实际上，所有稳定币的功能都是一样的。一些中心化的集团承诺，他们会用某个银行账户支持发行的所有稳定币。所以每个人都必须信任他们，他们的行为就像中央银行印制数字代币一样。所以人们会问两个问题？谁管理货币和代币发行，以及法定货币来自哪里？我的建议很简单。让我们真正将整个系统去中心化。让个人使用自己的银行账户实时支持自己的DigiDollar。通过智能合约和API将DigiDollar实时与钱包持有者自己的银行账户挂钩，以确认实际账户余额。没有中央政党控制任何事情。储备证明实际上变成了数百万人或更多人。该应用将是空前的，如果正确构建，则没有人会控制它。这将是由真正去中心化的DGB区块链保护的数学代码。[2019/12/27]

节约能源更好的性能提升更好的经济安全性更强的扩展性

动态 | Bytecoin暂定于4月份进行硬分叉升级:Bytecoin发布了新的路线图，并将于今天晚些时候发布Amethyst v3.4.1，该版本加强了平台软件与内存池之前的交互，进一步减少了滞后时间。此外，BCN暂定于4月份进行硬分叉升级。[2019/3/7]

共识过程

1、在Bytom2.0链刚启动时，由创世节点负责出块。此时其他节点可进行抵押BTM来成为共识节点，普通参与者可对共识节点进行投票。

2、每个投票和选举轮次称为一个Epoch，一个Epoch包含一组区块，在该Epoch中共识节点是固定的，下一个Epoch开始根据投票数量重新选举共识节点。

3、当下一个Epoch检测到有合法的共识节点达到一定个数时，创世节点停止出块，由共识节点出块。

4、从当前Epoch开始，每隔6秒出1个块，每个共识节点按照票数排序轮流进行出块。

5、Bytom2.0不会对每个区块进行验证，而是采用Checkpoint为单位来处理，一般情况下以一个Epoch的区块数作为一个Checkpoint。

6、Bytom2.0会对每个Checkpoint进行两次确认，一次是Checkpoint在收到2/3确认后状态为Justified，此时还可被推翻，而等到其子节点也被确认为Justified状态后，获得二次确认并获得Finalized状态，此时获得最终确认且不能被推翻。

7、为了防止无利害攻击，Bytom2.0会对同时进行同一高度的两个区块签名的共识节点进行惩罚，罚没其抵押的部分BTM，考虑到这部分的复杂性，Bytom2.0会在共识稳定后逐步引入该机制

选举和出块过程

CheckPoint验证

每个Checkpoint会经过一轮共识节点的验证和签名，当获得超过2/3的签名后，Checkpoint会得到一次确认，并设置为Justified。

状态转换

如下图所示，黄色粗箭头存在一条link，从某一个sourcecheckpoint到targetcheckpoint，如果该link得到2/3?签名，target变成justified。如果source是他的直接父节点才会变成finalized，出块会跟随具有最大高度justifiedcheckpoint的链。

小结

Bytom2.0的共识算法，是基于Vapor共识算法的经验和教训，同时吸收了ETHCasper的相关设计理念，但对于其复杂的部分又进行了优化，推出的适合于比原链自身的一种创新共识。

Bytom2.0的共识算法，在节能，性能，对抗攻击能力和扩展性等方面都具有优势，共识算法作为区块链底层最重要的基础协议，必将在Bytom2.0上发挥巨大的价值。

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