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深入了解PoC原理:區塊鏈共識機制探析

時間:2023-06-18|瀏覽:283

本系列文章是鏈博核心區塊鏈研究小組輸出的高質量區塊鏈研究性文章,旨在研究和分享底層區塊鏈技術的原理解析,新技術趨勢,拒絕討論任何token、行情和投資建議。

上一篇文章中,我們探討了StefanDziembowski的PoC形式化模型和證明的討論,本篇文章著重討論BurstCoin實際運行的PoC完備系統的算法細節,涵蓋Plot文件和出塊流程兩個方面。

PoC硬盤利用與Plot文件 Plot文件是每個參與出塊的節點或礦工需要在硬盤中存儲的文件,其內容由大量特定結構的Hash值組成。Plot文件包含以下基本概念:

- Shabal256:BurstCoin所使用的Hash算法,相比SHA256等其他算法,Shabal需要更多CPU計算時間和計算量。 - Nonce:Plot文件中擁有固定編號的基本單元,由256KB的數據構成,是礦工用來參與PoC過程的基礎邏輯單元。 - Scoop:每個Nonce由4096個Scoop構成,同樣擁有編號,其編號范圍為0-4095。每個Scoop包含2個Hash值,也即一個Nonce包含8192個Hash值。

Nonce的生成流程如下:

- Nonce文件的種子由AccountId(即BurstCoin網絡中的用戶地址或者用戶Id)與NonceId(即Nonce編號)組成,經過第一次Hash,生成Hash#8191,即Nonce中的編號為8191的Hash值。 - #8190Hash值由之前一個#8191Hash值與AccountId,NonceId生成。 - #8189Hash值由之前兩個#8191Hash,#8190Hash值與AccountId,NonceId生成,依次類推,每下個Hash值,都有其之前計算的所有Hash值與AccountId,NonceId生成。如果過程中超過了4096個bytes,則取最近生成的4096bytes由Hash#0-8191與AccountId,NonceId共同生成,之后對8192個Hash值都分別對其進行異或操作,作為每個Hash最終的值。 - 得到了8192個Hash值后,Scoop文件的結構如圖所示。

這同時也是礦工參與挖礦的最低門檻,即只要有大于等于1個Nonce文件即可參與挖礦。而根據BurstCoin全網算力估計,需要約117億個Nonce,但一般家用主機只能存儲200萬個Nonce,因此低算力往往以參加礦池的形式參與挖礦。

PoC的共識與出塊 PoC共識的完整挖礦流程包括GenHash的生成、ScoopNumber的計算、target和deadline的計算、交易打包及區塊鑄造和廣播。

值得一提的是,BurstCoin的區塊負載大小限制為176KB,平均可以承載19k個左右的交易,理論tps上限約為80,與其他PoW類型的區塊鏈系統相類似。

結合StefanDziembowski的模型,我們可以探討BurstCoin是否可以納入其框架之下,并分享某些核心問題的解決方案。

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