以太坊和 DFINITY 的技术不同之处（一）

★学习主题: 以太坊和 DFINITY 的技术不同之处（一）
★资料提供: Pied Piper 区块链技术开发学习群
★资料整理: Claire Wu
★时间: 2018.9.20.
★参考资料: 以太坊的竞争者——DFINITY

★ 性能

尽管以太坊计划最终以纯粹的权益证明（PoS）解决方案取代低交易吞吐量的 PoW，但其第一阶段只会在PoW被开采的区块链上添加PoS关卡，因此不会改善交易吞吐量。

DFINITY是一个全新的设计网络，是一个纯粹的PoS系统，通过更快的区块生成时间（即每分钟生成更多区块）与更高的gas上限（即每个区块包含更多交易）使每秒处理的交易笔数增加为以太坊的50倍。

DFINITY通过其阈值中继技术（threshold relay technology）实现区块的快速生成。使用阈值签名（threshold signature）使对等中继网络中的一组验证者迅速达成一致。阈值签名是一种群签名，只能通过成员的一些阈值的组合签名构成，因此代表这些成员的协议的加密证明。

DFINITY使用的BLS群签名有一个非常重要的属性，即签名比特始终是相同的，无论贡献成员是谁。这使得网络能以随机值（即签名）迅速且独立地达成协议，这是快速、规律地生成区块（例如，每5秒生成一个）并显著增加交易吞吐量的关键。

DFINITY使用概率插槽协议（Probabilistic Slot Protocol）可能使每个区块上的交易数增加25倍（与以太坊相比）。该协议将每个区块时间划分给识别区块链生成者的优先插槽。插槽优先级越高，区块权重也越大。因此在给定的区块时间内生成多个区块的情况下，网络会选择累积权重最大的有效链。

在先前区块时间内产生的随机值允许所有诚实节点自主同意插槽优先级和区块权重，因此成为权重最大的有效链。由区块组成的链只有在通过群阈值签名公证后才能生效，并且每个区块时间的公证会快速地消灭权重较轻的链，使得交易确认时间只需2个区块（大约7.5秒）。

在智能合约的世界里，性能高但安全性低意味着攻击者可以更快地抽干你的资金。攻击阈值中继共识协议代价较高，因为每个区块的阈值签名群的成员都不一样，是随机挑选的，所以攻击者必须有足够的贿赂资金来控制足够多的签名者以影响共识。

群越大，阻碍诚实验证者达成共识就越困难，代价也越高。其安全性取决于使用不可预测且防篡改的随机源选择验证群成员，这要通过阈值群BLS签名实现。来自先前区块时间的群签名用于随机选择当前区块的验证群，然后生成用在下一个区块时间内的群签名，依此类推。

因此，群签名密钥的安全生成是阻碍公证和保护阈值中继共识过程的随机性的关键。DFINITY使用安全的分布式密钥生成（DKG）协议，使得群成员能够交互生成群签名密钥，无需任何中心化权限。

虽然这个协议已经在可靠网络中被证明是安全的了，但这种假设并不适用于包含对手的中继网络，并且密钥可被拥有足够资源控制单一群的攻击者破坏。

DFINITY声称阈值中继共识过程可以容忍DKG协议的高故障率并且继续起作用，还可能公布最高可容忍故障率以及可以容忍多少个非故障生产受损群密钥的细节。

DKG算法的计算和通信成本对于有效阻止对阈值中继共识（约400个成员）的攻击所需的群规模很重要，因此，DFINITY可能会在优化和设计密钥生成协议方面面临一些主要挑战，这些协议要在拥有对抗节点的中继网络中较好地发挥作用。

从理论上来说，以太坊可以采用这些使DFINITY性能优越的特征，并且真的可能这么做，前提是DFINITY能证明这些特征在提高性能的同时能有效保护其数十亿美元的价值。然而，目前看来，以太坊会继续通过当前方式，使用其自己的以可用性为重点的PoS协议（CASPER）和其他扩展技术来改进性能。