STEP:Wanchain星系共识探索04 — 委托机制

整体流程和架构，以及两个核心算法，即随机数生成算法以及出块者选择算法。这两个算法能够保证在确定了共识参与者之后，共识过程能够安全稳定的进行。那么，如何才能够让所有的权益持有者参与到共识过程中呢？本文将详细介绍星系共识的委托机制。

1.星系共识委托机制设计背景

当前区块链业界已经有了众多PoS共识机制，它们或由严谨细致的学院派提出，或由拥有丰富从业经验的产业界提出，但是都普遍缺乏实用性。体现在如下几点：

实际参与门槛较高

一方面，PoS共识协议虽不同于PoW对算力的高依赖性，但是也要求参与者节点有较好的计算能力和网络带宽，能够及时的完成协议内容，因此PoS参与者需要投入一定的硬件资源；另一方面，PoS的收益分配原则是“权益越大，收益越大”。二者相结合的结果就是参与PoS有较高门槛，即只有拥有较高权益的节点才会有足够的动力去参与PoS，拥有较小权益的节点则由于参与PoS的成本高于预期收益而被“拒之门外”。这个“门槛”虽不在PoS理论设计中，但是却是现实存在的。

Primitive Ventures创始合伙人Dovey Wan宣布认领ApeAvatar头像:9月28日，Primitive Ventures的创始合伙人，CoinDesk顾问委员会董事Dovey Wan发布推文宣布，她已经认领了专属的“ApeAvatar”NFT头像，APENFT基金会捐款总额将达到30000美元。本次慈善NFT认领活动由APENFT基金会联合币安NFT平台、币安慈善基金会共同举办，每有一位嘉宾确认认领，APENFT将捐赠5000美元，善款将被用于应对全球气候变化，活动计划邀请50位全球知名人士参与该活动。[2021/9/28 17:11:43]

中心化风险

由于参与门槛较高，只有较大权益拥有者可以参与到PoS共识过程中，从而获取共识收益。而获取的共识收益会加大共识参与者和非参与者之间的权益差距，陷入“富者愈富，穷者愈穷”的恶性循环，最终可能导致共识中心化的风险。

Dovey Wan：可能发生矿工质押盘强制平仓 交易所系统性风险:Primitive Ventures 联合创始人 Dovey Wan 在微博上表示，既然预期的风险已经发生，可以总结下现实原因包括早期巨鲸抛售（不少 10-11 年的硬核玩家为了预备大萧条卖币）；杠杆合约连环爆仓导致流动性危机，没有熔断没有央妈只能靠市场肉身做价格调节；价格锚定物USDT无法弹性供给，法币出入金渠道堵塞。她同时表示，接下来还可能发生；矿工质押盘强制平仓；交易所系统性风险。[2020/3/13]

违背基础安全假设的风险

几乎所有PoS共识机制的安全基础为诚实大多数假设，即诚实节点占参与共识协议权益的大多数。这个假设对于整个区块链网络是成立的，但是如果共识参与门槛很高，只能吸纳一小部分权益参与到共识过程中，那么具体到PoS共识协议中这一假设就未必成立了。这本质上是一个取样问题，当样本量较小时，并不一定具有整体的统计特征。

声音 | 腾讯安全：2019年最活跃的挖矿木马为WannaMiner、MyKings、DTLMiner:腾讯安全今日发布“2019年度挖矿木马报告”。报告指出，2019年挖矿木马最活跃的三个家族分别为WannaMiner、MyKings、DTLMiner（永恒之蓝下载器木马）。其中MyKings是老牌的僵尸网络家族，而WannaMiner和DTLMiner分别在2018年初和年底出现。在2019年这几个家族都有超过2万用户的感染量，他们的共同特点为利用“永恒之蓝”漏洞进行蠕虫式传播，使用多种类的持久化攻击技术，难以被彻底清除。2019年挖矿木马主要入侵方式前三名分别是漏洞攻击、弱口令爆破和借助僵尸网络。由于挖矿木马需要获取更多的计算资源，所以利用普遍存在的漏洞和弱口令，或者是控制大量机器的僵尸网络进行大规模传播成为挖矿木马的首选。[2020/2/17]

因此，如何设计一种机制能够降低PoS参与门槛，尽可能吸纳更多的权益参与到共识过程中，对整个共识的实用性和安全性都具有重要意义。

声音 | Dovey Wan：中国政府推广区块链技术意在为央行数字货币做好准备:Primitive Ventures创始合伙人Dovey Wan（万卉）近期表示，习主席最近关于区块链技术发表的的讲话并未提及加密货币或数字代币，她预测称：“我从字里行间看出，（中国政府）推广区块链最关键的意图是在思想上、财政上和上为央行数字货币做好准备。”Wan还提出假设，中国推出数字人民币的意图主要是为了对抗影子银行，并获得更好的资金流动可视性和透明度。（AMBCrypto）[2019/11/14]

星系共识在设计之初就充分的考虑了协议的实用性。这个实用性不仅仅体现在降低共识过程中需要的计算和存储资源，更重要的是能够保证共识的参与者能够顺畅的参与到整个过程中。星系共识具有完整的委托机制，拥有较大权益的节点可以直接参与到共识过程中，而拥有较小权益的节点可以通过委托机制参与到共识过程中。理论上任何一个WAN的持有者都有能够加入到共识过程中，这是PoS协议的精神所在，也是星系共识实用性的体现。在这一方案下，更多的WAN会加入到共识中，从而使整个网络更加安全健壮。

因此，完整的委托机制降低了PoS共识参与的门槛，提高了星系共识的实用性，与其他PoS共识协议相比具有明显优势。

委托签名是密码学中的一种特殊签名算法，它能够使一个个体，称为委托者或原始签名者，将自己对消息签名的权利委托给另外一个个体，即被委托者。被委托者能够计算出一个委托签名，任何拥有原始签名者公钥的个体均可以验证签名的合法性。严格的说，委托签名算法为多个算法的集合，，其中是一个标准数字签名算法，是委托和接受委托的算法，是委托签名生成算法，是委托签名验证算法。

星系共识的委托机制是基于三重ECDSA委托签名算法实现，这一算法由Wanchain理论团队设计提出，兼具通用性、安全性和高效性。同时结合智能合约，星系共识实现了完整的委托机制，使得任何WAN的持有者均可以加入星系共识中，维护网络安全，并获取共识收益。假设Alice为一名普通的WAN持有者，公私钥对为；Bob为一名星系共识的受托验证节点，公私钥对为；Proxy_SC为一个特殊智能合约，用于验证并存储委托过程中的相关数据。现在Alice要委托Bob去代替自己参与星系共识，具体流程如下：

Step1：Alice在本地将自己的私钥、Bob的公钥输入三重ECDSA算法中，生成委托证书

Step2：Alice构造一笔交易，将委托证书发送到Proxy_SC，同时委托资金锁定在Proxy_SC中

Step3：Proxy_SC验证Alice所发委托证书的合法性，并生成代理公钥和委托证书一同存储在合约中

Step4：Bob对Proxy_SC中存储的证书进行解析，利用自己的私钥计算得到代理私钥

Step5：代理公钥作为独立身份参与星系共识，Bob通过代理私钥完成共识过程，获取共识收益

Step6：共识收益按照委托约定，在Alice和Bob之间进行分配

Step7：委托期结束后，Proxy_SC将委托资金返还到Alice账户中

5.星系共识委托机制的优势

通用性

星系共识的委托方案在标准签名、权利委托和委托签名中均使用ECDSA签名算法，这一算法也在区块链领域广泛使用。它与已有的区块链技术架构完全兼容。无论是直接注册加入到共识机制中，还是通过委托机制加入，对参与者出块的验证逻辑完全一致。

非交互

高安全性

已有的一些委托机制，往往需要委托者将资金转入受托节点账户，由受托节点直接参与共识，并完成收益分配。这种方式是中心化的，对受托节点诚信度要求较高，容易发生“携款跑路”的现象，对委托者资金安全产生巨大安全。星系共识的委托机制基于密码学算法实现，委托者的本金被锁定在智能合约内，受托节点只获得委托者的参与共识的权利，并不对用户资金具有任何控制权，因此能够充分保障用户的资金安全。

公开透明

星系共识委托机制中，委托的过程以及受托节点参与共识的数据都在链上进行存证，所有数据公开透明。一方面，保证受托节点能够公平分配共识收益，无法作恶；另一方面，也方便委托者能够对受托节点的活性进行甄别，从而选择合适的受托节点。

Wanchain项目的代币持有者足够分散，因此想通过资金回笼形成寡头垄断的局面相对困难。

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