FANTOM 是誰！？它帶動上一波 DeFi熱潮的關鍵推手！

今天的 Fantom 幣種介紹會說明對 Fantom 共識機制 Lachesis 的深層理解以及對於股權證明的詳細說明！

以下整理出較為難懂的專有名詞

1. 拜占庭容錯
2. DAG
3. Lachesis 共識機制

就跟著文章一步一步揭開謎底！

Andre：Fantom 共識機制更勝於 POW、POS

Andre 透過幾個簡單易懂的實際案例解析時間排序、工作量證明 (PoW）、權益證明 (PoS）和 lachesis（Fantom 共識機制）的差異性。

希望讓大家閱讀完後一起具備更硬核的區塊鏈技術理解！

在分散式系統中，共識是指系統參與者就一個單一的區塊鏈達成一致，將其作為包含系統所有交易的真相。

共識確保交易以一致和安全的方式驗證並添加到區塊鏈中。

它對於分散式系統的安全性和可靠性至關重要，因為它有助於防止惡意行為者操縱網絡或其數據。

Lachesis 使用異步拜占庭容錯結合有向無環圖實現共識。

以下會分解這些概念的基礎知識，讓大家更好理解技術術語！

• 實用拜占庭容錯
• 異步拜占庭容錯
• 有向無環圖
• Lachesis
• 權益證明的作用

拜占庭將軍問題在維基百科中的說明如下：

一組拜占庭將軍分別各率領一支軍隊共同圍困一座城市。

為了簡化戰爭問題，將各支軍隊的行動策略限定為進攻或撤離兩種。 因為部分軍隊進攻部分軍隊撤離可能會造成災難性後果，因此各位將軍必須通過投票來達成一致策略，即所有軍隊一起進攻或所有軍隊一起撤離。

因為各位將軍分處城市不同方向，他們只能通過信使互相聯絡。

在投票過程中每位將軍都將自己投票給進攻還是撤退的資訊通過信使分別通知其他所有將軍，這樣一來每位將軍根據自己的投票和其他所有將軍送來的資訊就可以知道共同的投票結果而決定行動策略。

實用拜占庭容錯

實用拜占庭容錯（pBFT）是一種共識機制，使分散式系統在存在惡意或故障節點的情況下正確運行。 它以拜占庭將軍問題命名，這是一種概念，說明了在分散式系統中，當某些參與者可能是惡意行為時，達成共識的困難。

在 pBFT 系統中，網絡中的節點相互通信，以達成系統狀態的共識， 即使存在像上面的圖中一樣的惡意參與者。

為實現此目的，它們互相發送包含系統狀態和它們建議的操作信息的消息。

每個節點驗證收到的消息，如果確定該消息有效，則向所有其他節點發送消息，以表明取得共識。

在加密貨幣的背景下，所有節點必須同意的消息是區塊鏈，它是存儲交易歷史的總帳。

因此，實用拜占庭容錯是一種實現共識的機制，當與工作量證明或權益證明結合起來以防止參與者擾亂網絡時，形成一個運作良好的去中心化系統。

然而，Fantom 決定通過使用異步拜占庭容錯機制來創新該機制。

使用非同步拜占庭容錯（Asynchronous Byzantine Fault Tolerance，aBFT）

節點能夠獨立地達成共識，並且不需要按順序交換最終區塊來確認交易。

雖然節點之間需要交換區塊才能達成共識，但這是非同步進行的。

每個節點都獨立地驗證交易，不需要按照其他礦工或驗證者創建的區塊進行順序上的整合。

這與 pBFT 系統相反

例如比特幣，在其中大多數節點必須同意區塊才能使其成為最終區塊，然後按順序將其記錄在自己的區塊鏈中。

在高流量時，這會拖慢網絡的速度；在下面的 Lachesis 部分中會更詳細地討論此問題。

現在我們已經基本了解了拜占庭容錯，讓我們深入探討 FANTOM 共識機制的第二部分，即有向無環圖。

圖片是一種非線性的數據結構，用於表示物體（稱為頂點）和它們之間的連接（稱為邊）。

例如：用於表示社交媒體連接的圖將每個用戶作為頂點，他們與其他用戶的連接作為邊。

有向圖規定其所有邊，即物體之間的連接，只在某個方向上流動。

無環圖不包含任何環，這使得沿著邊的序列回到起點變得不可能。

因此，有向無環圖（DAG）只會按照某個方向流動，永不重複或循環。

圖示是有向無環圖的一個例子。 每個橢圓形都是一個頂點，連接它們的線條是邊。這些頂點只會向下一個頂點連接，永不重複。

現在想像一下相同的結構在用於表示互相連接的交易充滿的區塊的圖示中

在區塊 DAG 中，每個區塊都由一個頂點表示，而區塊之間的關係則由邊表示。

例如，邊可以表示區塊之間的依賴關係或它們添加到 DAG 中的順序。

在區塊 DAG 中，可以同時創建並添加多個包含交易的區塊到 DAG 中。

這些區塊不需要按照特定的順序添加，這使得系統可以實現更快的交易時間。

因為它不受要求按照順序將區塊合併的限制，這是當前許多最大的區塊鏈所面臨的情況。

現在我們希望對異步拜占庭容錯和有向無環圖都有一定的了解。

讓我們探討這兩者結合形成 FANTOM 共識機制 Lachesis 的方式。

Lachesis

是一種基於 DAG、採用異步拜占庭容錯的權益證明共識機制。

在 Lachesis 中，每個驗證器都有自己的本地區塊 DAG，並將傳入的交易分批處理成事件區塊，將其作為頂點添加到其 DAG 中。

每個事件區塊都是充滿交易的驗證器 DAG 中的一個頂點。

在創建新的事件區塊之前，驗證器首先需要驗證其當前事件區塊中的所有交易和部分接收自其他節點的交易；這些交易是在上面解釋的異步事件區塊交換過程中接收的事件區塊。

然後，新的事件區塊通過相同的異步事件通信與其他節點通信。

在此通信期間，節點與其他驗證器共享自己的事件區塊和從其他節點收到的事件區塊，其他驗證器將其納入其自己的本地 DAG 中。

因此，這將所有信息在網絡中傳播。這個過程是異步的，

因為驗證器之間共享的事件區塊不需要像區塊鏈中的區塊一樣是連續的。

與區塊鏈不同，這種基於 DAG 的方法不會強制驗證者必須在目前正在產生的區塊上工作， 這會對交易速度和最終性產生限制。

驗證者可以自由地創建包含交易的事件塊並將其異步地與網絡中的其他驗證者共享， 從而創建交易的非線性記錄。這增加了交易速度和效率。

目前，通過 Lachesis 共識機制將交易提交並添加到 Fantom 主鏈中的過程大約需要 1-2 秒。

這包括以下步驟：

1. 用戶提交交易
2. 驗證者節點將交易批處理到新的事件區塊中
3. 一旦大多數節點已經收到它並同意了它，該事件區塊就成為根事件區塊
4. 根事件區塊被排序並最終作為區塊包含在主鏈中
5. 當用戶通過區塊瀏覽器探索 Fantom 時，他們查看 Fantom 主鏈上的最終區塊。驗證者的 DAG中的事件區塊生成和交換是一個內部過程，對最終用戶不可見。

權益證明的作用

股權證明和工作量證明通常被誤解為共識機制，

但它們是保護共識機制免受惡意行為者的希比爾攻擊的解決方案。

在 Fantom 的 Lachesis 共識機制中，以及其他去中心化系統的共識機制中，

什麼阻止某個人啟動數百萬個驗證者節點，通過驗證自己充滿虛假交易的區塊來控制共識？

在工作量證明中，運行所需的計算量消耗的能量作為抑制惡意行為者從事篡改網絡以牟利的因素。

運行這些節點所需的大量計算能力遠遠超過惡意行為者可能獲得的潛在回報。

然而，在股權證明中，防止惡意行為者啟動多個節點的方法是要求他們擁有一定的代幣數量。

這些代幣被鎖定作為股權，作為激勵驗證者遵守共識規則的經濟動力。

如果一個惡意行為者想要控制共識，他們需要擁有足夠多的代幣來啟動足夠多的驗證者節點。

這需要大量的財務資源，而且成功攻擊網絡的可能性很小。

因此，股權證明機制可以防止惡意行為者通過控制共識來進行攻擊。

在股權證明中，這是 Fantom 所使用的解決方案，驗證者必須存入具有貨幣價值的代幣。

如果他們搞亂了網絡，就會失去代幣。

驗證者有經濟激勵去維護網絡的最大利益，因為他們自己的資金也會受到影響。

由於驗證者也不需要運行計算，這是比工作量證明更節能的選擇！

因此，股權證明機制可以防止惡意行為者通過控制共識來進行攻擊，同時也提高了網絡的能源效率。

總結

在 Fantom 的共識機制中，區塊鏈也扮演著一個角色。

當事件區塊被發送並在驗證者之間傳播時，一旦大多數驗證者已經收到並同意了它，它就會成為根事件區塊。

這個根事件區塊最終會被排序並包含在主鏈中，其中包含了所有已經成為根事件區塊的事件區塊之間的最終共識。

每個驗證者都存儲並更新主鏈的副本，這提供了對以前交易歷史的快速訪問，以更有效地處理新的事件區塊。

因此，Lachesis 共識機制結合了一種基於 DAG 的方法，使驗證者可以異步確認交易，從而大大提高了速度，以及一個將所有最終交易有序且不可變地存儲的區塊鏈。