火龙果财经：区块链系统核心功能层详解（上）

　　核心层是内容审核区块链系统的核心功能层，包括共识机制、加密算法、数字摘要、数字签名等，为服务层提供基础功能支撑。节点间的共识机制以及基于 共识机制的数据和账本记录是区块链系统的基础。加密算法、数字摘要、数字签 名等模块保证了区块链系统的安全合规和防篡改能力。

　　共识机制是区块链中各分散节点对事务状态的验证、记录、修改等行为的有 效性达成快速共识的基础，为了确保信息的准确性和有效性，区块与区块之间通 过共识机制判断数据有效性。共识机制结合容错机制的应用，达成对某一数值或区块链状态的共识。

　　共识机制具备以下功能：

　　（1）支持多个节点参与共识和确认。

　　（2）支持独 立节点对区块链网络提交的信息进行有效性验证。

　　（3）防止任何独 立的共识节点未经其他共识节点确认而在区块链系统中进 行信息记录或修改。

　　（4）具有一定的容错性，包括节点物理或网络故障的非恶意错误，节点遭 受非法控制的恶意错误以及节点产生不确定行为的不可控错误。 区块链的共识算法主要包括：工作量证明（PoW，ProofofWork）、权益证明 （PoS，ProofofStake）、权益授权证明（DPoS，Delegated Proof Of Stake）、 实用拜占庭容错（PBFT，Practical Byzantine Fault Tolerance）、权威证明 （PoA，Proof of Authority）等。其中，PoW 通过算力竞争获得共识，能源消 耗巨大，吞吐量低、延迟过高。PoS、DPoS 需要通过代币数量来控制共识，容易 造成代币集中化，使得共识被少数人控制。

　　PBFT 是一种适用于传统分布式系统 的拜占庭容错算法，通过三轮广播通信完成共识算法，如图所示。

　　内容审核区块链基于联盟链基础架构，节点通过数字证书技术证明身份且与 实体机构一一对应，恶意攻击行为将大大降低，因此，联盟链具有天然的信用基础。同时，联盟链的网络规模和节点数量将受到控制，节点数量会保持在一个稳 定的值。和公有链相比，联盟链需要大幅提高可用性，更快地处理网络中的数据，原有低效率高耗能的记账权获取方式将不再适用。因此，内容审核区块链共识算 法的需求是：在网络规模相对稳定、参与节点数量可控、存在拜占庭问题的环境 下，能够高效处理交易数据，快速完成区块的生成、、提交的共识算法。

　　区块链的共识机制没有完美无缺的，只能根据实际应用需求选择现有算法或 者对已有算法进行改进。PBFT 是一种拜占庭容错共识算法，是目前应用于联盟 链的相对成熟的共识算法，该算法可以抵御恶意行为的攻击，且具有高度的事务 确定性、无分叉快速确认的效果，在有限的节点识效率稳定。因此，建议内 容审核区块链采用 PBFT 或以 PBFT 为基础进行改进的共识类算法，保证分布式账 本的一致性。 但是，PBFT 算法也存在一些不足。

　　首先是算法效率问题，为了保证异步模式的安全性，三阶段广播过程需要消耗较高的通信成本；其次是算法可扩展性问 题，由于其三阶段广播过程均需要超过总节点数 2/3 的节点数同意，通信成本会 随着节点数量增多而迅速升高，高昂的成本限制了其可扩展性。 为了避免节点数量造成的算法效率骤降问题，内容审核区块链节点应保持在 100 个节点以下。随着内容审核区块链的稳定运行，参与节点的数量有可能不断 增加，这种情况下可以通过选择代表或者分组的方式，使参与共识的节点数保持稳定。