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C53 | Harmony项目介绍

  • Genesis
  • 潜力项目
  • 2019-05-28
简介Harmony 是一个基于 PoS 的分片方案,具有低延迟,低费用,支持高度去中心化的特点,包含一个信标链和多个分片链。分片方案通过随机数的过程产生,而在随机数产生的方案上,选用了 VRF(可验证随机函数)+ VDF(可验证延迟函数)的方法,共识算法方面,Harmony在传统PBFT 算法的基础上进行了改良,并将其称为 FBFT 快速拜占庭容错算法。

项目简介

 
Harmony 是一个基于 PoS 的分片方案,具有低延迟,低费用,支持高度去中心化的特点,包含一个信标链和多个分片链。分片方案通过随机数的过程产生,而在随机数产生的方案上,选用了 VRF(可验证随机函数)+ VDF(可验证延迟函数)的方法,共识算法方面,Harmony在传统PBFT 算法的基础上进行了改良,并将其称为 FBFT 快速拜占庭容错算法。
 

FBFT 共识机制

 
PBFT 机制的优点是节能、不需要做算力证明,不费电,但传统 PBFT 传递的消息数量大,所以在保证速度的前提下,支持的节点数有限。Harmony 是在 PBFT 算法的基础上进行了改良,并将其称为 FBFT 快速拜占庭容错算法。区别是,在 PBFT 中,需选出一个节点作为“领导者”,其余节点作为“验证者”。领导者向所有验证者广播其提议,验证者反过来将其对该提案的投票广播给其他人,假设有 N 个节点,这个过程将产生 N 次的交互,从而影响整条链的扩展性。而在 FBFT 中,领导者不要求所有验证者广播他们的投票,是运多重签名的签名过程收集验证者的投票,然后统一播它,也就是说每个验证者仅接收一个多签名,这样大大减少了其中的交互,只产生 N 次的交互,减少了传输的数据量。
 

FBFT 运行机制

 
这里提到的多重签名,采用的是由斯坦福大学教授 DanBoneh 等人于 2001 年提出,并在 2018 年更新的BLS(Boneh-Lynn- Shacham)签名方案。白皮书介绍,BLS 签名方案的时候受到 ByzCoin 的启发,ByzCoin使用 Schnorr 签名方案进恒定小的多签名聚合,在验证者之间进行消息传递。然,Schnorr 多签名需要秘密承诺轮次,导致单个多签名需要两次往返。Harmony 通过使 BLS 多重签名改进,只需要次往返,加快了广播速度。
 
节点间的验证者根据权益证明(PoS)选出,而领导者根据随机数随机产生,负责将收到的多重签名压缩成一个签名广播出去,由于其责任大,相应的得到的区块奖励会更多,但另一方面,为了制约领导者,也相应有一些惩罚机制,万一领导者没有完成工作,可以根据协议要求更换,如果在广播过程出了问题,也会扣除其部分权益。在这一点上,这是该机制下美中不足的部分,因为更换领导者时会降低 TPS 。
 

信标链和分片链

 
Harmony 是一个基于 PoS 的分片方案,包含一个信标链和多个分片链。要成为 Harmony 验证者、潜在参与者(或权益者)必须持有定数量的代币,权益代币数量将决定分配给验证者的投票份额数,每个投票份额对应 BFT 共识中的一票。
 
Harmony 的信标链上存储有每个分片链的区块头,分片链中新产生区块的区块头将被发送给信标链,信标链通过验证前一个区块的哈希值是否在信标链中被提交过,以及区块中多重签名的签名者是否是该分片的验证者来检查区块头的有效性。验证成功后,已提交的区块头将进行全网广播,每个分片保留其他分片一串有效的区块头,并检查其他分片的交易有效性。这样一来,一方面,分片间互相广播区块头的网络成本降低;另一方面,由于信标链和其他分片都存有某分片的区块头,增加了攻击某分片的难度,从而提升了安全性。
 
信标链的作用除了以上增强分片交易一致性和安全性外,还作为安全的随机数产生器存在,兰荣坚介绍,Harmony 的分片方案通过随机数的过程产生。
 
而在随机数产生的方案上,Harmony 选用了 VRF(可验证随机函数)+ VDF(可验证延迟函数)的方法,VRF 随机数产生方法下,随机数产生算法是协议层写好的,假设有 10 个验证者,每个人都提议一个随机数,把大家的随机数都加到一起,产生最终的随机数,这样一来,当前 9 个人都报出自己的随机数后,那第 10 个人就可以调整自己的随机数来左右最终结果,由此产生攻击。但加入 VDF 后,通过延迟随机数的计算,加上 PBFT 机制即时最终性的特性,可以有效阻止最后公布者的有意操纵攻击。
 
通过该随机数产生的方法,随机选出节点所在的分片,以及分片内的领导者角色。分片用到了一种被称为自适应阙值 PoS 的方法,也就是节点加网络所需的份额阀值会根据总份额数量进调整,通过改变获得投票份额所需要的代币的数量,将各个投票份额分配给分来保障安全,不是依赖于单个验证者,这样有利于分散链上的恶意节点,将分片内的恶意节点控制在一定范围内。
 

跨分片交易

 
另外,分片扩容不得不提的是跨分片交易,如果分片之间不能实现跨分片交易,各分片间就相互独立,没有意义。
Harmony 的跨片交易分两步,例如,从片 A 发送一定资产给片 B ,片 A 验证成功后扣除相应数量的资产,通过共识产生签名,把签名通过片间的路由协议,以最短的路径发给片 B,片 B 去验证签名后,通过共识将资产打到目标账户。
 

项目简介

 
代币总量:126亿ONE
初始流通量:30.618亿ONE
售卖时间:2019.05.27—2019.05.29
代币名称:Harmony(ONE)
硬顶:5,000,000 USD
Launchpad额度:15.75亿ONE(总量的12.5%)
兑换比例:1 ONE = 0.003175 USD
 

代币分配

 
Launchpad额度:12.5%
种子轮:22.4%
生态发展:21.8%
协议发展:26.4%
团队激励:16.9%
 

相关链接

 
官网地址:https://harmony.one
白皮书:https://harmony.one/pdf/whitepaper.pdf
Medium:https://medium.com/harmony-one
推特:https://twitter.com/harmonyprotocol



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