EOS 共识机制 DPOS+BFT

Posted 2021-09-09 thefist11

1. DPoS共识

• 通过在一群数量有限的节点中，使用轮换或者其他算法来筛选出某个节点作为主节点。并且赋予该节点出块的权利。

• 主节点是将该时段的交易打包成区块后用自己的私钥对该区块签名，并将其广播到所有节点。

• 当主节点收到至少三分之二的不同节点的签名区块后，则该区块完成了所有节点的验证成为不可逆区块串联到区块链中

70个节点数 = 21个主节点（生产区块）+ 49个备用节点。

当21个主节点出问题时，通过竞选机制，备用节点可上任成为主节点。

1.1 BFT（拜占庭容错机制）

当一个小区块在区块链网络内被广播时，其余节点将会立即对这个区块进行确认。经过2/3节点确认的区块将会进入不可逆状态。在这个共识机制下，安全确认的时间为0.5s（区块间隔）+0.3s（区块传播延时）<1s，从而到了秒级的确认性能。

• 恶意攻击
  除非控制了超过2/3的节点，否则无法恶意区块进入不可逆状态。这里特意提一下，如果恶意节点控制了超过1/2但小于2/3的节点，由于恶意区块不会进入不可逆状态，这样可以留给其它观察者节点和见证人节点足够的时间，将恶意节点投票出局。

EOS区块的出块顺序和速度都是安排好的，并不存在哪个节点权力大，哪个节点权力小的问题。要恶意控制EOS超级节点来达到威胁网络安全的目的的话，需要控制21个节点中的15个，才能有效地发起攻击。

1. 2 不可逆状态

一旦某个区块后面跟随了超过2/3总见证人数量的区块，则该区块进入不可逆状态，等于确认了该区块是主链中的区块的地位，之后再也不可回滚回该区块之前的区块进行分成，否则视为违规。

因为每个节点最多同时参与一条链，所以只可能同一个高度的区块只可能存在一个不可逆的区块，这更加保证了区块的安全性，防止恶意攻击及恶性分叉。

一般来说，在21个区块产生节点的模型里，15个区块（15/21>2/3）进入不可逆状态的时间（即交易100%安全）为45秒

1.3 小区块

为了加快出块速度，该改进的核心思想是让同一个节点产生6个小块。这个能提升性能的核心原因是6个小块的产生没有等待确认的环节。

• 如果将小块的出块间隔继续分割，理论上确认所需要的时间，会约等于区块传播的网络延时，甚至可以小于0.5秒。将3秒的区块继续分割成间隔为0.5秒的若干小块，这些小块之间不切换记账权。
• 每一个小块一出来之后，就会马上广播。

这样的设计可以使得区块更加快速得到确认的同时，尽可能减少因为网络延迟而产生的分叉影响。

参考
[1]. csdn. EOS的BFT-DPOS共识机制的进化过程及背后逻辑