区块链技术发展的新视角

尽管区块链技术主要在金融领域发展，但人们往往难以看清其全貌。NuGenesis团队作为主要致力于政府区块链应用的开发团队，提供了一个鲜明的对比。只要他们不受代币营销炒作的影响，他们的分析对理解行业发展方向就颇具价值。

区块链技术拓展的主要驱动力

区块链技术向公共服务、物联网（IoT）、安全服务和日常社交领域扩展的主要驱动力是其不可篡改性，可以避免单点故障问题。而实现这一承诺的关键在于共识算法。

当然，相关的问题还包括可扩展性和自私挖矿策略。更大的区块意味着更大的存储空间和更慢的网络传播速度。随着中心化成为必然，更少的用户影响区块链。此外，已证明矿工可以通过自私挖矿策略获得超过其公平份额的收益。他们隐藏已挖出的区块以在未来获得更多收益。工作量证明（POW）现在被认为在能源浪费和环境影响方面极不合理。权益证明（POS）则被认为在促进贵族化，富人将变得更富。那么我们该何去何从？

共识算法的本质与发展

共识算法旨在解决不可信节点之间的共识机制问题，即解决拜占庭将军问题——他们必须达成一致决定是进攻还是撤退，否则攻击就会失败。在区块链中，没有中心节点来确保分布式节点上的账本都相同，因此需要一些协议来确保不同节点上的账本一致。

在去中心化网络中，必须选择某人来记录交易。最简单的方法是随机选择，但随机选择容易受到攻击。POW使用计算能力作为威慑。PrimeCoin试图解决能源浪费问题，其附带应用是搜索可用于数学研究的特殊质数链。NuGenesis与一些比特币核心开发者共同开发了BitCoin Green，在其铸币系统中创建了一个用于绿色项目的抵消金库。但这些都没有从根本上解决能源浪费问题。

不同共识协议的比较

Hyperledger Fabric使用PBFT（实用拜占庭容错）作为复制算法来容忍拜占庭故障。该过程分为三个阶段：预准备、准备和提交。在每个阶段，节点如果收到超过2/3节点的投票，就会进入下一个阶段。与PBFT类似，Stellar共识协议（SCP）也是一种拜占庭协议协议。在PBFT中，每个节点必须查询其他节点，而SCP则赋予参与者选择相信哪组其他参与者的权利。

Ripple的共识算法利用大网络中的集体信任子网。在确定是否将交易放入账本时，服务器会查询每个唯一节点列表（UNL）中的节点，如果收到的同意达到80%，交易就会被打包到账本中。对于节点来说，只要UNL中故障节点的比例低于20%，账本就会保持正确。

Tendermint是Cosmos SDK中的共识协议，因此许多加密货币使用它，包括Terra（LUNA）、Secret Network（SCRT）和Band Protocol（BAND）。在Tendermint中，会选择一个提议者在一轮中广播未确认的区块。这可以分为三个步骤：1）预投票步骤。验证者选择是否广播对提议区块的预投票。2）预提交步骤。如果节点收到超过2/3的预投票，它会广播对该区块的预提交。如果节点收到超过2/3的预提交，它将进入提交步骤。3）提交步骤。节点验证区块并广播对该区块的提交。如果节点收到2/3的提交，它就接受该区块。与PBFT不同，节点必须锁定其代币才能成为验证者。一旦发现验证者不诚实，它就会受到惩罚。

可扩展性问题与解决方案

可扩展性是这些协议遇到的主要障碍。随着交易量的增加，区块链变得臃肿。每个节点都必须存储所有交易以在区块链上验证它们，因为它们必须检查当前交易的来源是否未被花费。

许多协议，如Mina、Netty、Capistrano、Ansible、Chef和Puppet Labs，都致力于从网络中删除记录以加快数据流。基于隐私的币种如Zerocoin，使用零证明系统来消除矿工需要通过签名验证的需求。支付的起源与交易脱钩，以防止交易图分析。然而，它们仍然会透露支付目的地和金额。Zerocash试图通过零知识简洁非交互式知识论证（zk-SNARKs）来解决这个问题。交易金额和价值被隐藏。

NuGenesis的创新与愿景

这些解决方案与NuGenesis的理念背道而驰。作为主要致力于政府区块链应用的团队，NuGenesis将未来视为数据管理和数据分析。他们认为，数据是新的黄金。同样，包括医疗保健在内的严肃企业应用也将受益于NuGenesis提供的区块链技术。在当前的疫情环境下，存储患者医疗信息且该信息不能被篡改、窃取或隐私泄露具有更重要的意义。NuGenesis认为，行为的可预测性和随之而来的资源需求是我们应该期待的必要条件。

NuGenesis使用系统验证者，并通过一层AI监控来增加完整性以避免腐败。通过4个超级节点和1个简单或权威节点，已经实现了具有过剩容量的最佳效率。网络拓扑P2P使用Aura轮询协议来确保验证者之间的随机性和区块的完整性。

NuGenesis有两种共识机制：

（a）具有有用工作AI（人工智能）的权威证明；

（b）Grandpa，作为确保区块交易有效且最长链是最好的链的底层功能。

在NuGenesis主链上，系统验证者由4个超级节点和1个权威节点组成，权威节点是一个简单节点。权威（非验证者）节点保存区块链数据。它可以进行交易但不能创建区块。它运行浏览器、数据分析和一般数据输出，旨在防止这些活动给验证者节点带来压力。

系统验证者节点在轮询协议的随机性上运行，并由AI监控，可以在毫秒内实现交易速度。没有来自数千个验证者的请求和费用操作。通过具有拜占庭容错能力的超级节点和由AI监控的轮询随机性，简化了验证过程，避免了通过验证网络进行不必要的冗余广播。NuGenesis发现，只需4个超级节点验证者就可以达到最佳效率，成为全球任何当前跨国公司的企业解决方案。

NuGenesis的负载均衡器创新

NuGenesis当前的创新是使用专门设计的区块链负载均衡器。负载均衡器在互联网上用于每秒处理数百万笔交易。负载均衡器没有明显的限制。所有来自钱包、应用程序等的请求都会发送到负载均衡器，其作用是将数据发送到正确的链。

负载均衡器在硬件层面（路由器、交换机和专用系统）和软件层面工作。它们根据相关链在相关时间的利用率以及数据应该被处理的位置来分配数据。

NuGenesis负载均衡器不需要连接链来重新连接来自不同链的数据，因为它们内置了一个区块链账本，该账本具有记录每个区块中内容并备份到存储链的共识机制。

通过并行处理无限区块链作为并行网络运行，扩展到1,000条链并行处理数据是高效的。数据通过负载均衡器发送，负载均衡器跟踪数据库和存储链中数据发送的存储位置。可以从负载均衡器上的浏览器轻松搜索数据。

通过NuGenesis在负载均衡器上打包之前的负载均衡器和共识的实现，添加的并行网络链越多，注入到连接链的区块创建中的数据就越多。没有验证延迟（验证在百分之一微秒内发生），因此交易速度会有更显著的提高。他们声称，连接到NuGenesis区块链系统的链越多，每个系统的主权系统就越不会受到外部压力。通过并行处理，系统越多，交易处理速度越快。NuGenesis选择了数据流处理，而不是任何第二层处理。

自私挖矿问题的解决方案

虽然可扩展性是他们认为自己已经解决的问题，但意外地，他们也解决了自私挖矿问题。Eyal和Sirer表明，即使只有一小部分哈希算力用于作弊，网络也很脆弱。在自私挖矿策略中，自私矿工保留他们挖出的区块而不广播。他们的私有分支比当前公共链更长，将被所有矿工接受。在私有区块链发布之前，诚实的矿工正在浪费资源在一个无用的分支上，而自私的矿工正在没有竞争对手的情况下挖掘他们的私有链。因此，自私的矿工往往获得更多收益。

基于自私挖矿，许多其他攻击被提出，表明区块链并不那么安全。在顽固挖矿中，矿工可以通过非平凡地将挖矿攻击与网络级的日食攻击相结合来放大其收益。尾部顽固性是顽固策略之一，即使私有链落后，矿工仍然挖掘区块。然而，在某些情况下，与非尾部顽固的对手相比，它可以带来13%的收益。计算资源少于25%的攻击者仍然可以从自私挖矿中获益。

在NuGenesis中，权益矿工不是验证者。他们有

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