Elastos 弹性共识机制概述

原文链接：

https://elastos.info/blog/elastic-consensus-technical-overview/

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· 介绍：

三月是 Elastos 弹性共识机制的重要里程碑。本月 Elastos 将在技术上从 DPoS (委托权益证明)共识机制转移到 BPoS(抵押权益证明)共识机制。2021年底，苏翼鹏提交了关于对 BPoS(最初称为 DPoS 2.0)共识机制进行重构计划的提案，该提案提出将投票模式改为质押和挖矿模式，以促使 Elastos 区块链更加去中心化、安全、稳定。

目前，升级共识机制的所有代码都已经设置好，近期将开始执行。现在，让我们来深入研究下新版本的共识机制将如何运行。

· 弹性共识机制如何运行：

Elastos 主链有三层共识机制：辅助工作量证明(AuxPoW)、完整性证明(PoI)和抵押权益证明(BPoS)，这些机制一起工作以提供安全高效的交易环境。ELA 区块奖励在三种共识中按比例分配，AuxPoW 矿工占35%，BPoS 占35%，Elastos Cyber Republic DAO 占30%。

AuxPoW 是 Elastos 的第一层共识机制，其用来确保区块链网络的安全性。AuxPoW 实现了与比特币的联合挖矿，通过比特币网络的算力保护 Elastos 网络的安全性，同时保持其自身的完整性。

PoI，或 Cyber Republic 共识(CRC)，是弹性共识机制的第三层，旨在促进社区治理和发展。它是一种顶层治理模式，其目的是让 Elastos 更加开放和去中心化，支持通过社区的共同决策实现生态发展。

BPoS 是一种混合共识机制，混合了委托权益证明和权益证明的元素。BPoS 在主链上为 PoW 打包的区块提供最终性，在侧链上，它负责生成和确认区块。BPoS 提供的好处包括：绑定时间可变、优化利润分配以及增加活动节点和备用节点之间的灵活性。BPoS 使用的概念是质押代币、挖矿权益和权益币。

· 质押代币：即参与 BPoS 共识质押挖矿的代币。ELA 需要被兑换为同等数量的 BPoS 的权益币才能参与质押挖矿。

· 挖矿权益：根据质押代币数量及其锁定时间计算出的矿工权益。矿工参与质押挖矿时必须指定挖矿节点、代币数量和质押时间，质押期间代币不可赎回。质押时间越长，单位代币所获得的挖矿权益越多。质押到期后，代币自然赎回。

· 权益币：允许股东参与社区活动。ELA 代币兑换成等量的几种权益币，由不同的权益币参与活动。这些权益币包括：质押、选举、反对和弹骇等。一份 ELA 代币可以兑换所有权益币各一份，所有权益型代币必须集体使用，以兑换回流动 ELA，且权益币不能交换。

Elastos 的弹性共识机制具有很高的灵活性，包括添加或删除侧链的能力，在需要时恢复到单一 PoW 共识的能力，以及在侧链和主链上同时实现不同的共识机制。此外，该制度允许弹劾 CR 委员会成员，甚至 CR 委员会批准的提案。同时，该共识机制还允许所有 CR 委员会节点的更替，确保委员会保持最新和有效。

· 类似于制衡机制的弹性共识：

弹性共识在三个共识协议之间采用了一种制衡系统：辅助工作证明(AuxPoW)、抵押权益证明(BPoS)和完整性证明(PoI)。该系统类似于美国政府的立法和行政部门，PoI 充当司法部门。

PoW 矿工将交易打包成块。这一行为类似于政府中的立法部门提出和通过法案。BPoS 节点执行重要功能，以确保这些交易是有效的，否则将被拒绝。BPoS节点具有与行政部门类似的职责，能够否决法案，或者在本例中否决试图在区块链上通过的交易。

最后，PoI 或 CRC 作为弹性共识的第三层，对标准系统无法达成共识的问题进行裁决。它的工作原理类似于司法部门对以前法庭案件中尚未解决的问题作出裁决。

· 即将升级的弹性共识：

BPoS 共识激活

Elastos 区块链平台将从目前的 DPoS 共识机制转向新的 BPoS 模型。BPoS 共识升级将于3月30日开始，并在达到区块高度1405000(4月15日左右)时结束，从而启动过渡阶段。

在过渡阶段，DPoS 保持全面运行，并实施 BPoS，同时 DPoS 和 BPoS 的权益币共存，使 DPoS 能够正常运行，并促进节点注册和 BPoS 节点的质押/投票。

当至少36个节点获得80,000个投票权，BPoS 将完全激活，此后系统将不再恢复到 DPoS。在共识转移到 BPoS 时，只有 BPoS 的权益币才需要参与共识过程。

BPoS vs DPoS

BPoS 和 DPoS 的共识机制具有某些共同的特征，例如使用 ELA 作为共识的基础，选择验证者或代表，为质押 ELA 提供奖励，以及对不当行为进行惩罚。当然，它们在质押要求、奖励分配机制、投票的去中心化、验证者选择标准等方面存在显著差异。

· 质押要求

在 DPoS 中，代币持有者只需要投票给代表，他们将根据他们投票支持的代表的表现获得奖励。然而，在 BPoS 中，代币持有者必须在为超级节点投票之前质押他们的 ELA。用户可以选择在10到1000天的时间内质押他们的 ELA，以换取可用于投票给他们选择的节点的权益币。

· 挖矿权益

与 BPoS 不同，DPoS 的选民可以选择多达36个节点，而不需要任何承诺时间，BPoS 要求 ELA 选民为一个节点承诺一定数量的代币，以及特定的承诺时间。质押时间越长，获得的权益越多，这将在一定程度上鼓励长期质押，提高网络的稳定性。

· 质押时间

如上所述，BPoS 为质押的 ELA 提供了最短和最长的质押时间(10天和1000天)，与 DPoS 不需要质押时间相比，BPoS 有几个优点。这将有利于共识网络运行的稳定性，减少短时期内参与代币的波动。

· 节点注册保证金

要在 BPoS 或 DPoS 中注册为节点，需要存入押金。在 DPoS 中，需要5000 ELA 作为保证金，而 BPoS 只需要2000 ELA，且至少需要100天。存款要求的降低大大降低了潜在节点的进入门槛，使更多的参与者能够加入网络的共识过程。最终，这种进入壁垒的降低会促进一个更加去中心化的网络，已增强网络的安全性和稳定性。

· 节点激活

在 BPoS 中，节点需要获得至少80,000个投票权才能活跃起来并参与区块的验证，以确保只有得到社区大量支持的节点才能为网络的安全和稳定做出贡献。通过在 BPoS 中实现特定的节点激活阈值，系统旨在创建一个更具共识和可靠的网络。

· 奖励分配

在 DPoS 中，当选代表负责将区块奖励分配给他们的选民。在 BPoS 中，通过区块链代码自动将 ELA 奖励分配给节点所有者(25%)及其利益相关者(75%)，确保节点所有者和利益相关者获得公平的奖励。这种奖励分配的变化降低了选举代表任意支付收益的风险，从而形成一个更加去中心化和公平的网络。

· 验证器选择

对于每个包含36个数据块的新周期，DPoS 模型选择投票前22个节点作为验证器，轮换上一个周期中的2个备用节点，为所有节点提供有限的参与机会。相比之下，BPoS 随机选择36个节点(包括 CR 节点)进行区块验证，从而创建一个更去中心化、更安全、更有弹性的网络，让所有符合条件的节点都有平等的参与机会。

· 权益币系统

BPoS 整合了一个权益币系统，使被质押的 ELA 能够在质押期间在主链上参与各种社区活动。这些活动包括选举 CR 委员会成员，否决提案，弹劾 CR 委员会成员等等。该系统通过允许社区在社区治理中发挥积极作用，提高了透明度、问责制和权力下放。

· 投票更加去中心化

在为 BPoS 选择验证者时，投票者应考虑多种因素，以优化自己的质押回报，降低风险。例如，选民应该更喜欢拥有较低权益的验证者来增加挖矿奖励，但避免那些总权益低于80,000的验证者，因为他们不是活跃节点。此外，对于节点上的大多数质押代币，投票者应该优先考虑具有相似或更长的保证时间的验证器。

这与 DPoS 的投票系统形成了鲜明对比，在 DPoS 中，选民通常会投票给最上面的节点，让其他节点的选票更少，参与共识的程度也更低。向 BPoS 的转变意义重大，因为它促进了更多的去中心化和包容性。

· 如何参与弹性共识：

如上所述，整个弹性共识机制涉及三个层面。AuxPoW 提供额外的哈希能力，通过与比特币联合挖矿为主链提供强大的保护。BPoS 结合了 Elastos 超级节点和 ELA 质押，为网络提供了另一层保护，使其免受错误活动的影响。弹性共识的第三层是 PoI。这个民主选举的团体为 Elastos 区块链提供了另一个额外的好处。以下是社区成员可以参与弹性共识的方法。

AuxPoW（辅助工作证明）

ELA 对世界各地的所有比特币工作量证明矿工来说都很容易获得。热门 YouTube 用户 Voskcoin 在2022年制作了一个视频，讲述了 Elastos 与世界上最安全的区块链比特币联合挖矿的过程。

视频链接：https://www.youtube.com/watch?v=pQVuO0nT8pQ

F2pool 是参与 ELA 联合挖矿的矿池，其自2019年起与 Elastos 主链整合。可以查看他们的操作指南，正确地将 ELA 地址添加到 F2pool 中，并开始与挖出的 BTC 一起接收 ELA 奖励。ViaBTC 是另一个参与 ELA 联合挖矿的比特币矿池。

抵押权益证明

有两种方式可以参与弹性共识的新 BPoS 层。第一种方法是成为节点，第二种方法是成为验证者或超级节点的股东/选民。

· 成为节点

加入弹性共识的 BPoS 部分的第一个方法是成为一个超级节点。参与节点应该参考快速设置指南（https://elastos.dev/nodes/quick-setup/），并确保它们满足开发人员门户上设置弹性共识节点的要求。

当一个节点被注册时，它还不是活跃节点，不能对区块共识做出贡献。然而，它可以开始接受希望将代币质押在其上的股东。一旦某个节点上的总权益超过80,000，该节点就会被激活，并可以参与弹性共识。如果验证者没有在到期日之前质押其 ELA，则验证者将处于非活动状态。

关于如何在 Essential 钱包上注册节点的详细教程将很快发布，请想要参与共识的用户及时关注。

· ELA 质押

用户可以使用 Essentials 钱包质押他们的 ELA 来投票参与 BPoS。奖励根据 ELA 的金额和具体的质押时间而增加。在一段时间内质押一定数量的 ELA 后，用户可以投票给他们喜欢的超级节点。

关于如何在 Essential 钱包上质押和投票的详细教程将很快发布，请想要参与共识的用户及时关注。

· 诚信证明

每年，CR 都会通过选举选出12个 CR 委员，这是弹性共识的第三阶段，即  Cyber Republic 共识(CRC)，这种共识类型被称为完整性证明(PoI)。Elastos 社区审查 CR 委员会的候选人，以确定谁适合代表 CR DAO 服务。

CR 委员会在弹性共识方面发挥着关键作用。他们负责对可能影响 Elastos 生态系统的提案进行投票，委员会亦负责推动社区建议成为提案。已经有很多提案影响了 Elastos 生态系统，如Elacity、Feeds 和 BPoS 共识。

每个 CR 委员会运行一个超级节点，所有委员会节点都是活跃的，并构成 BPoS 机制日常运行中使用的活跃节点总数的一部分。此外，12个 CR 委员会节点负责参与 Elastos 侧链的共识过程。

结论：

关于 BPoS 的建议源于其在弹性共识中解决基本问题的能力，通过引入这种质押模型，可以有效地锁定 ELA 以增加稀缺性，同时促进用户轮换和选择以增加竞争。此外，该模型可以降低新参与者的进入成本，并为主链活动引入 Elastos 权益币。

将与比特币联合挖矿，增强的 BPoS 和可信的 PoI 创建了一个多层次的共识机制，为健壮的 Elastos 网络提供了出色的安全性、去中心化和稳定性。总的来说，新的弹性共识有可能为 Elastos 社区和生态系统带来更多好处。

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