分布式商业公链BitCherry BCHC项目详解（二）：aBFT+PoUc共识算法

2020-10-22 10:33 网络区块链编辑：莉莉浏览数：草根网

　区块链已经成为推动商业发展的重要技术，谁能在此领域掌握更多的核心技术，谁就可能成为这个领域的领头羊。但利用区块链技术赋能各领域商业的同时，也发现了当前商业级区块链...“”

区块链已经成为推动商业发展的重要技术，谁能在此领域掌握更多的核心技术，谁就可能成为这个领域的“领头羊”。但利用区块链技术赋能各领域商业的同时，也发现了当前商业级区块链项目及区块链技术存在的一些不足，如大多数区块链系统采用单链表结构，链上商业应用的隐私安全性均受限于单链的性能；而部分提出了多链系统结构的公链项目，由于单纯的多链结构之间跨链互通操作性低，又导致其链上应用无法满足小金额、多频次的商业需求，间接导致传统用户群和商业机构无法有效衔接，出现流动性弱的问题；以及现有区块链缺乏有效监管手段所带来的用户信任度低等问题，这些问题均深深限制了各领域企业想要利用区块链技术赋能自身发展的愿望。

作为全球首个基于IPv8技术服务于分布式商业的可扩容区块链基础设施，BitCherry以革新物理层的全新思维搭建P2Plus点对点加密网络协议，通过由关系图谱改进的哈希图实现高度可扩展的数据架构，提供智能合约、跨链共识等运行机制，为全球商业提供高性能、高安全、高可用的底层技术支持，服务涉及供应链金融、产品溯源、资产数字化、商业消费、电商、分布式云计算等众多领域。

本文为分布式商业公链BitCherry项目详解的第二篇——安全高效的aBFT+PoUc共识算法，以下为正文内容。

一、aBFT+PoUc共识机制

基础共识算法aBFT

BitCherry的区块链系统是一种分布式系统，共识算法运行的环境类似于分布式系统的执行环境，要保证共识算法的安全性和可靠性，不可避免的要解决“拜占庭将军”问题。BitCherry使用的基础共识算法aBFT是一种完全异步的拜占庭容错算法，它没有PoW工作量证明带来的大量能源浪费问题，也没有PoS/DPoS权益证明带来的节点作恶、过度中心化和先行者马太效应问题，并且继承了BFT分布式共识算法在解决容错和作恶节点问题上的优点。但它同样有以下几点不足：

1、没有取得共识的完全确定性，它只是随着时间推移，能够篡改的概率变得越来越小，形成最终确定性，因此共识确定的时间也与节点数量有关；

2、所有参与交易的节点都参与共识，也从网络带宽和CPU/GPU算力两方面限制了哈希图的TPS。

安全高效的共识算法：aBFT+PoUc共识机制

因此，在共识算法上，BitCherry在哈希图数据结构基础上，开创性地将区块链技术与六度分割理论相结合，通过用户价值度证明PoUc，对共识节点进行选取、对网络共识传播过程进行优化，结合BitCherry独创的P2Plus网络协议，以及BitCherry的多类型的应用侧链创造了独特的aBFT+PoUc共识。

不同于DPoS的方式，所有用户都可以参与PoUc共识，算法按关系图谱算法自动选取临近节点及非临近节点，并参考其权重进行虚拟投票，被选中的节点将获得记账奖励。临近背书节点的选取规则是按照节点网络带宽/延迟、主/侧链关系图谱的紧密中心性和节点的Bit-U值，其中节点网络连接和关系图谱只是做分等级计算，同等级情况下以节点的Bit-U值优先选取；大V节点的选取规则是，满足节点带宽/延迟阀值条件下，优先节点的Bit-U值。节点选取过程中，规定了轮次间的去重度和随机度，相邻2轮间重复的节点不超过1/3且随机选取，新选中节点按候选节点数量的1/3随机选取。

简单来说，BitCherry的共识算法就是在异步拜占庭容错算法（aBFT）的基础上，让任何满足条件的节点（根据独有Bit-U值优先选取临近节点）都可以参与全网PoUc共识的过程，而几乎所有朋友圈中的重要节点也都会参与某位朋友的PoUc共识过程。

二、激励机制Bit-U

虽然哈希图基于aBFT算法，对所有节点一视同仁，能够最大程度的去中心化，但同样的，它也缺乏对整个经济系统的激励。因此，BitCherry采用Bit-U激励机制，Bit-U由4个维度叠加而成，用户拥有任何一个维度都将得到激励，维度越多激励越大：T为时间活跃度、R为用户关联度、A为用户活跃度、C为用户贡献度。

时间活跃度T：由用户持有通证的时长决定，该指标主要由用户持有通证的时间决定，我们认为通证的长期持有者比非持有者更可信，作恶动机更小。

用户关联度R：由用户关系圈和关系活跃度决定大小，关系图谱含：社交关系、电商关系、知识分享关系、资源共享关系；

用户活跃度A：由用户在线时长/频次、社交活跃度、交易活跃度、分享活跃度组成；

用户贡献度C分两类

云计算矿机资源Cm：云计算矿机资源Cm除了挖矿参与共识外，还包含：IPFS存储资源、网关带宽资源、CPU/GPU计算资源；

外部接口资源Cb：外部资源Cb主要是指为公链提供外部资源：包括：广告/买卖等商业中介服务、仲裁/真言服务等，主要为公链打通外部物理世界、传统互联网、物联网的信息、资金、设备、商品提供服务。