Algorand能解決不可能三角問題嗎？

人們對區塊鏈這一革新性的技術似乎總是抱有太多期望，希望它可以快速又安全地處理大量的交易。而現實情況卻是，我們不得不面對區塊鏈的不可能三角困境，在可擴充套件性、去中心化和安全性中權衡利弊。

近期SilvioMicali教授代表Algorand團隊在中國密集做了多場演講和線下交流活動，很多人對Algorand這個專案寄予厚望，因為據說它可以解決區塊鏈的不可能三角問題。

Algorand團隊的核心人物SilvioMicali是麻省理工學院（MIT）電子工程與計算機科學系的教授，曾於2012年獲得有著“計算機界諾貝爾獎”之稱的圖靈獎。他的許多前期研究基本上成為了區塊鏈技術的基石，例如公鑰加密系統及數字簽名技術，此外，Micali教授還是零知識證明方法的發明人之一。可以說這樣一位已經63歲高齡的老教授在區塊鏈技術圈內是很有知名度的。

在很多公開場合，Micali教授喜歡把Algorand的核心特徵簡單概括為三點：

1.不分叉、沒有礦工參與、沒有工作量證明；

2.完美的可擴充套件性（高效）、交易可以被迅速確認；

3.高度的安全性。

那麼Algorand是否真的可以完美解決不可能三角問題呢？解答這個問題首先要從共識機制說起。

Algorand背後的共識機制是一套混合共識機制，融合了可驗證隨機函式（VRF）、比較純粹的權益證明機制（POS）與新型拜占庭協議（BA*），這裡“比較純粹的權益證明機制（POS）”既不同於簡單的委託權益證明機制（DPOS）也不同於鎖定保證金的權益證明機制（BondedPOS）。

在委託權益證明共識機制（DPOS）下，全網選擇一定數量的節點來代表全網路的權益來。這些代理節點負責驗證交易和記賬並以一定的節奏來生成區塊。此外，理論上來說DPOS共識機制下的區塊鏈網路代理節點容易受到DDOS攻擊而導致全網癱瘓。DPOS也可以說是犧牲了去中心化的一種妥協。

在鎖定保證金的權益證明共識機制（BondedPOS）下，節點需要以“抵押”的方式將一定數量的數字資產鎖定，而區塊的記賬權和“抵押”的數字資產成正比。雖然這種共識機制在某種程度上可以解決區塊鏈上處理交易的效率問題，但卻被許多人認為是一種變相的中心化共識機制。

而在Algorand的混合共識機制下，系統首先會根據節點持有的數字資產數量權重選出一批參與共識過程的節點，並基於可驗證的隨機函式（VRF）選出少量的節點作為領導節點，其餘為驗證節點。接下來領導節點生成區塊並向驗證節點廣播區塊資訊，驗證節點採用分步的新型拜占庭協議（BA*）來實現小規模的區塊共識，共識達成後即釋出區塊。

Algorand的共識過程如下圖所示：

那麼Algorand在解決不可能三角問題的方案可行性如何呢？

首先在擴充套件性方面，Algorand宣稱其分叉的概率為1/10^18，也就是近似於不會分叉。應用Algorand共識機制的網路中的節點不必經歷較長時間的區塊交易確認過程，而是可以立即對生成的區塊做確認，因此在每秒交易數（TPS）上Algorand可以做到很高。

其次在安全方面，Algorand稱其可以保證在大多數節點（超過2/3的節點）為誠實節點的條件下，整個系統是安全的。節點使用者不必像POS共識機制那樣將一部分數字資產做“抵押”，數字資產如何被使用仍由使用者來決定。

最後在去中心化上，SilvioMicali認為目前已有的共識機制雖然表面上看起來實現了去中心化，但實質上隨著時間的推移，這些共識機制的偽去中心化的特徵就變得越來越明顯了。Micali教授聲稱Algorand能夠保證接入系統的每一個節點的地位是一樣的，並且不會出現像比特幣網路中節點被劃分成不同層次的偽去中心化的情況（表現為算力越來越多地集中在5大礦池手中）。

目前Algorand在激勵機制上還沒有提供一套確定的方案，SilvioMicali更是直言不諱地說道“激勵機制應該是我們最後的手段，我相信Algorand可以在沒有激勵機制的作用下運作。”

以太坊創始人VitalikButerin表示，如果完全沒有激勵機制，那意味著節點也沒有動力參與整個系統的維護了。

雖然目前Algorand還沒有明確的激勵機制，但SilvioMicali依然對整個專案的前景很樂觀。

加爾橋

通常，Micali教授會在介紹專案的公開演講結尾處提到位於法國南部古羅馬帝國時期修建的“加爾橋”，他希望在他的帶領下，Algorand的建設也能像加爾橋一樣兼具工程美感以及永恆的感染力。