VMware 开源区块链项目 Project Concord：安全、活跃、可扩展

2018 年 8 月 30 日 云头条

内容来源：VMware官方博客，作者：Guy Golan Gueta、云头条编译

经过两年多的内部开发后，我们很高兴推出Project Concord这个开源分布式信任基础架构，还很高兴加入强大而蓬勃发展的开源区块链社区，共同深耕专注于真正的信任去中心化的共享区块链愿景。

集中式vs去中心化信任模式

区块链解决了集中式信任模式带来的挑战。在集中式信任环境下，一个实体或代理充当单个验证点或控制点。该代理给交易/事务带来了摩擦（额外的成本或时间），成为潜在的瓶颈或单一故障点和安全攻击点。去中心化信任基础架构对信任进行“虚拟化处理”，并将其分发给参与的实体（节点），以此消除这种中央权威体系。依赖去中心化信任基础架构的区块链通常是被许可的区块链，即已知的实体（代理或节点）受到邀请后才能参与。

区块链形成一个完整的、连续的“账本”，该账本复制并存储在多个独立的计算机（节点）上。每个节点遵循相同的指令（协议），这些指令规定了如何用新的交易/事务来更新共享式账本、如何确定那些更新是否有效。许多区块链依靠资源密集型的“工作量证明/权益证明”来验证交易。在基于信任的去中心化基础架构中，共识协议验证交易/事务。

共识协议和拜占庭将军问题

在共识协议系统中，各方（节点）必须就所要提交的交易/事务达成协议。若缺乏快速、单一、统一的结果，系统失效。正常运作的系统必须为用户提供“活跃度”（及时交易业务的功能）和“安全性”（防范故障和虚假分子）。这时候，共识协议、具体来说是拜占庭容错（Byzantine Fault Tolerance）可以发挥作用。想了解拜占庭容错和拜占庭将军问题方面的信息，请参阅该维基页面：https://en.wikipedia.org/wiki/Byzantine_fault_tolerance。

发生简单的故障时，无论是失效的节点还是被拒绝的交易/事务，系统必须有解决故障的机制，并且仍达成共识。发生拜占庭故障时（“给不同的观察者呈现不同症状的任何故障”），需要特殊处理。无论发生何种情况，如果系统无法解决这些故障、确保安全并达成共识，交易/事务失效、环境崩溃。

Project Concord：安全、活跃、可扩展

Project Concord使用拜占庭容错共识协议来交付正常运作的分布式信任系统：一种既“安全”又“活跃”的系统。Concord是一个通用的状态机复制库，可以处理恶意的（拜占庭）副本。

虽然拜占庭容错技术及其应用已广为人知，但基于拜占庭容错的系统需要节点之间频繁通信，因此不具有良好的扩展性，这是企业级区块链环境面临的一大障碍。Project Concord解决了这个问题，因为它简化了节点之间的通信，增强了可扩展性，同时提高了整体网络吞吐量。

Project Concord的拜占庭容错引擎通过三个主要的进步在扩展性方面获得了显著改进：

它使用线性通信共识协议――其他许多拜占庭容错共识协议（包括PBFT）需要二次通信。
它利用乐观机制来提供常见情形的快速路径执行（比如Zyzzyva和正确的视图更改协议）。
它使用现代加密算法（BLS阈值签名）。

想了解拜占庭容错共识协议方面的更多细节，请参阅最近的论文《SBFT：一种面向区块链的可扩展去中心化信任基础架构》（https://arxiv.org/pdf/1804.01626.pdf），该论文由一群知名研究人员发表，包括来自VMware的一个团队：Guy Golan Gueta、Ittai Abraham和Dahlia Malkhi。在早期测试中，Project Concord的引擎支持200个节点的环境，规模远大于眼下通常4到8个节点的系统。

Project Concord的基础源于多年来学术界和业界在拜占庭容错复制、密码学以及分布式计算方面的研究。数字货币革命、尤其是比特币和以太坊也极大地影响了我们对于信任去中心化这个新兴领域的理解。Project Concord库旨在用作复制的分布式数据存储系统的核心构建模块，因此特别适合充当高度可扩展的、被许可的企业区块链系统的基础。

在接下来几个月，我们打算向Project Concord添加更多的组件；特别是，一个通用键值接口和一个执行引擎，后者用来执行基于以太坊虚拟机（EVM）的智能合约。想了解EVM和智能合约方面的更多信息，请访问https://en.wikipedia.org/wiki/Ethereum或下载以太坊黄皮书（https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf）。我们欢迎开源社区贡献并提供反馈。