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Harmony的目标是打造一个基于分块的区块链,具有彻底扩展性,安全性.它研究了市面上许多的区块链解决方法,提出了自己的工程落地方案.那也是Harmony值得大家关心的地方.这个是很强的目标,最先具有完全的扩展性,Harmony的分块不但包含买卖确定,通信网络,也包含区块链情况的分块.其次要确保分块的安全性.Harmony的分块基于DRG（分布式随机生成）过程,这让它具备没法被预测,公平,可验证和可扩展的特点.此外,Harmony使用了PoS体制,而非PoW体制来挑选验证者,它对PBFT共识机制有自己的提升.PoS有一定的门槛,既要确保小一点权益质押者可以参加网络和获得收益,也要避免恶意攻击者在单独分块得到操控权.Harmony根据选用自适应信息蔓延算法（AdaptiveInformationDispersalAlgorithm）完成分块内和跨分片网络的信息传播.Harmony还选用Kademlia路由完成跨分块买卖随着分块数量提升呈对数级拓展.拥有分块,还必须维持跨分块买卖的一致性,Harmony也适用跨分块买卖,适用分块之间的直接通信,根据原子锁住体制保证跨分块买卖的一致性.总言之,Harmony根据对协议层和网络层的提升,尝试提供一个可扩展的,从而是安全和去中心化的区块链,可以支持大量主流的去中心化应用领域,包含游戏,去中心化交易所,IoT等.这是一个目标高远的愿景. 项目愿景目前,很多新的区块链项目正试图提升买卖响应速度（货运量）,但像EOS和TRON中的dPoS,QUarkchain里的Rootchain等新解决方法都务必牺牲部分关键要素,例如去中心化和安全性,才能显著提升特性.这样的系统虽然运作过程十分迅速,但只能算是半中心化的系统,丧失了区块链的核心价值——去中心化.分块做为区块链扩充的解决方法,可显著提升网络特性且不损失安全性和去中心化.Harmony根据在区块链中引进情况分块来处理区块链扩充难题——因为每个节点只需运作和储存一部分区块链数据就能够完成买卖,买卖解决工作量被平摊,由此大大提高了区块自身的扩展性. 项目亮点拓展问题是目前区块链行业深受关注的问题之一.谁首先摆脱困境,谁将变成领域的中坚力量.自然,这儿的前提要在兼具安全和去中心化2个特性的基础上,如果以牺牲这两个关键特性来完成突破,这只是低等级的突破,或者迈向了不同的发展路径.在兼具安全和去中心化前提下,分块是区块链拓展的最主要的途径之一.Harmony探寻的重点就在于此,虽然目前有其他的分块区块链项目,也有以太币2.0,也有跨链的项目,Harmony假如能在分块的探索路上可以比其他项目的工程落地更扎实,那么它就有机会在竞争中得到先机. 自然,Harmony团队挑选是指一条难的路,必须许多的努力,也有十分强劲的竞争者.据Harmony团队向蓝狐笔记介绍,项目已完成1800万美金融资,投资者有来自硅谷,澳大利亚,香港,新加坡的基金,拥有一个很好的开始.从Harmony的白皮书看得出,团队在技术构思上清楚,针对分块工程落地要面对的难题也有深入思考,团队以研发人员为主,关键来自于微软,谷歌,苹果公司的背景. 技术概述可扩展的FBFT共识机制Harmony没有选用PoW,而是选用PoS体制,客户根据质押货币得到生产区块的权利及奖赏.同时,Harmony在板块的生产和验证情况下,选用FBPT的体制.在说明什么是FBFT以前,我们知道PBFT是好用拜占庭容错.因为PBFT有一个验证者必须把其投票广播给其他验证人体制,这促使PBFT在通讯复杂性上极大提升,导致系统假如节点达到几百上千个时,区块链难以拓展. 对于PBFT无法拓展的难题,FBFT进行了提升,FBFT在通讯复杂性层面能够完成线形拓展.具体来说,如何完成？FBFT体制中,它也有管理者和验证者的角色,并不要求全部验证者广播它的投票,管理者运作一个多种签字的签名过程来搜集验证者的投票,这个多签的大小是O(1),随后广播投票.这寓意每个验证者只需接收一个多种签字,将通讯的复杂性从O(n^2)降低到O(n). Schnorr签字体制能够完成稳定大小的多种签字汇聚,请在验证者之间产生多播树以便捷消息传递,但是schnorr多种签字规定秘密承诺轮数,会导致单独多种签字2次来回的难题,FBFT则使用了BLS（Boneh-Lynn-Shacham）多签方案来优化这种情况,完成只规定一次来回,从而,FBFT比一般选用Schonorr签字体制的BFT要快50%.最终,Harmony还选用RaptorQ喷泉码来加快区块广播过程.应注意的一点是,全部Harmony的共识验证者都是基于PoS体制选出来的.有大量投票份额的验证者比别人有更多的选票,而非一次签字一票.也寓意者,管理者等候的不是2f 1的验证者签字,而是2f 1的验证者的选举权份额. 结合VRF和VDF的随机算法 对于区块链而言,要迅速要拓展,例如以上的FBFT可以实现更迅速的买卖确定,但安全永远是最主要的.在验证板块的情况下,维持偶然性是安全的重中之重. 好的随机算法务必同时确保不能预测,可验证,一视同仁,及其可扩展.有些协议能够完成不能预测,一视同仁和可验证,但扩展性上较差,比如RandHoUnd协议.他们有分别的有点和缺陷. Harmony提出一种随机生成的算法,它结合了VRF和VDF两种技术.VRF是可验证随机函数（VerifiableRandomFUnction）,VDF是可验证延迟函数（VerifiableDelayFUnction）.Algorand运用基于VRF（可验证随机函数）的加密归类来挑选共识验证组；以太币2.0提出VDF（可验证延迟函数）用以延迟具体随机数的揭示,避免最终揭示者的进攻. 因为有VDF,管理者在pRnd递交到区块链以前,没法了解具体的最后随机数.因为应用VDF来测算Rnd,pRnd早已在前一个板块中递交,因此管理者就没法控制它.假如管理者不提交pRnd终止协议,FBFT有一个超时体制能够转换管理者并重启协议.此外,Harmony所选用的DRG协议,其协议的复杂性是O(n),比有些项目在速率上至少快一个量级.基于PoS的分块不论是PoW还是PoS都要预防巫师进攻.PoW链根据算率来开展身份证件,并由此得到生产区块的权利.而Harmony选用是指PoS体制,PoS应用验证者权益货币质押来进行证实.要想变成Harmony的验证者,务必最先质押一定的货币.所质押的货币越多,能够得到的验证者投票份额也就越多.每个投票份额对应BFT共识的一票.权益质押者得到跟其所质押的货币正相关的投票份额.该投票份额会随机分配到分块.变成分块验证者的权益质押人在分块中得到相应的投票权. Harmony的共识和分块情况下,有一个周期（Epochs）的概念.周期是预订的间隔时间,在这个期间内,分块构造是固定的,每个分块不断地与同一组验证者运作共识. 每个周期的开始,会由DRG协议产生随机数,基于随机数来确定分块构造.验证者假如要想验证某个阶段里的买卖,务必在前一时期质押其货币.权益质押的截止时间要在随机数原像pRnd被提交到区块链以前. 在每个新的验证周期开始,新验证者的投票份额都会随机分到分块.新验证者添加分块,其中的投票份额会获得分配.分块的共识达成至少需要有2f 1的投票份额的区块签字. 为了确保单独分块的安全,Harmony使用了自适应阈值PoS,它会以自适应的方法来根据算法调节投票份额的价钱,并把个人投票份额分配给分块,而非单独验证者. 为了预防规模性质押货币进攻,Harmony不是通过验证者开展分块,而是根据投票份额开展分块,避免大量持币验证者占领单一分块.假如单独验证者有着分配到不同分块的投票份额,则它能够被分配到多个分块.分块的管理者被确定为在某组中有着第一个投票份额的验证者. 同时投票份额较小,以致于恶意攻击者没法在单独分块中聚集能量.Harmony经过测算认为,一旦超出600个投票份额,能够确保分块的高安全性. 从经济利益来考量,有着大量质押货币的验证者有大量机遇被评为管理者.假如发生恶意行为,质押了金币的验证者担忧其权益会被削减,也由此会确保网络的安全. 除了以上的体制以外,Harmony还采用一种重新洗牌的分块方案来提高其安全性.由于假如分块维持构造固定,恶意攻击者仍有机会实施进攻.例如实施静态循环进攻,慢适应进攻或彻底适应进攻等.Harmony选用基于CUckoo标准的再次分块体制来处理这些问题.在一个验证周期完毕,其中撤销质押的验证者会被赶出该网络,保存质押得人会留下. 迅速的情况同步 一个周期的首个区块包括上一个周期首个区块的hach连接.这允许新节点的情况迅速同步,其中他们能够依靠灰色区块来迅速验证当前的状态. 假如说要验证分块买卖,必须下载整个区块链历史,那么时间上太过于漫长,假如你同步过以太币区块链历史就知道了,可能必须好几天的时间.而Harmony只须下载一个周期窗口里的当前状态. 在Harmony,添加分块的新验证者最先下载该分块的当前状态tries.新节点下载历史区块头,并根据查验其签字来验证区块头.只要有从当前状态回到到创世者区块的加密踪迹,如hach指针和签字,该分块情况就有效. 同时,为了降低签字验证计算机所带来花费和时间成本,Harmony的每个周期的首个区块包括附加的hach指针指向上个周期的首个区块.根据这类方法,新节点在跟踪其到创世者区块的hach指针时能够绕过一个周期里的其他区块,从而加速对当前区块链情况的验证.最终,为了进一步提升情况同步过程,Harmony将使区块链情况自身尽量小.