8.3 EOS两轮共识原因_pbft两轮共识-优快云博客

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本文深入探讨了DPOS2.0+BFT共识机制在区块链中的应用与挑战，通过V神提出的案例，分析了单轮共识导致的不可逆块冲突问题，并介绍了dpos3.0+BFT的双轮共识解决方案，有效避免了区块冲突。

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背景介绍

曾经一篇标题为"震惊！V神和BM竟如此互怼!"的文章在网上热议起来，这是一篇BM和V神在issue上对于DPOS的机制的讨论，接下来我们具体讨论下他们的讨论内容：

先看一下英文版的：

翻译成中文版的：

这似乎并不安全。考虑一个包含四个验证器的情况，因此我们允许一个拜占庭。
假设在时间T之前，共同商定的头部是Z; 然后，有时（T，T + 1，T + 2，T + 3），
验证器（A，B，C，D）使得从Z延伸链的块.A现在有来自B，C和D的投票等等最终确定。
现在，在时间段T + 3结束之前，D 也（拜占庭）在Z之上形成一个块（称之为D'）。
然后，有时（T + 4 ... T + 11），（A，B） ，C，D，A，B，C，D）在D'之上制作块（这是可以的，
因为每个验证器在高于其先前制作的块的高度处制作块）。
该链中的第二个A区块有三票，因此也是最终确定的。因此，两个冲突的块已经完成。

通常，如果没有来自直接或间接引用该块的大多数节点的至少两条消息，则无法在块上实现BFT安全性; 
这个算法试图在一轮中完成它并且实际上不可能安全地做到这一点。
如果你想要一个直观而好的方法，我建议你只使用我们的Casper FFG文件中的算法：https：//arxiv.org/abs/1710.09437

@V神
我们已经建立了以下可以削减的行为：

1.为同一时间戳生成两个块。
2.不管是直接还是间接地产生两个块确认。
3.为块时间戳的相同块数生成两个bft预提交消息。

单轮共识引起不可逆块冲突

我们先来看一下最初EOS的DPOS2.0+BFT的共识机制：当一个特定的区块被(2/3+1)生产者确认的时候，该块成为不可逆块。

假设现在有A,B和C三个块： A 生产了一个区块 N， B 生产区块 N + 1 并且确认了区块 N， C 生产区块 N + 2 并且确认了区块 N， N + 1 , 此时 N 已经有 3 个确认，达到了 2/3 + 1 个确认，则区块 N 成为不可逆。

提出问题: 上面所述的共识只经过了一次共识，那么会出现什么问题呢？

V神就在issue上提出一个例子，如下图:

可以看出第一条链 A 生产的 2 经过 B、C 已经达到了 3 个确认数已经成为不可逆了，但此时 D 因网络不好，没接收到这些块，从而产生分叉开始生产区块 2 ，之后 A 生产区块 3 , 因为块高度大于之前的 2 ，所以是可生产的，B同理，经过 A， B 之后 D 生产的 2 同样达到了三个确认数，这样就会有 2 个块高度为 2 的区块成为了不可逆，造成冲突。

分析解决不可逆块冲突

为什么会造成这个原因呢？因为区块 2 没有经过所有节点就成为不可逆了，导致后面的产生的区块 2 可在下一轮被确认成为不可逆块。如果说 A ,B ,C ,D 都确认了区块 2, 那么下一轮谁都没可能生产块高度为 2 的区块。也就不会同时出现 2 个不可逆块了。但全部节点确认才成为不可逆这就破坏了引入BFT的想法，而且你没办法保证所有节点都会对他进行确认，毕竟网络延迟一直存在。

那怎么解决不可逆块冲突，但是又不会破坏BFT的想法呢？ V神给出的解决方法：经过2轮(2/3+1)的确认，继续使用BFT的思想，破坏掉分叉的区块2成为最终的不可逆区块，因为最终的不可逆块已经是3，小于3的区块都认为是不可逆块了。

这里引进proposed lib的概念，即可能成为不可逆的区块，简称plib：一个区块经过2/3 + 1共识后，他不会立马成为lib, 会先成为plib, 然后再plib经过 (2/3+1) 共识后才会成为lib。两轮共识的正常流程如下图：

再来看一轮共识，不可逆块产生冲突时，两轮共识的结果：

上图中，当D因网络不好，没接收到之前的块，从而产生分叉开始生产区块2，当一轮共识时，区块2成为不可逆区块时会产生冲突，经过两轮共识后，分叉的链，产生的备选不可逆块为2时，正常的链产生的最终的不可逆块已经是3，此时，小于3的区块都是最终的不可逆区块了。

其实这种方式你可以看成对有多条分叉链的处理，节点对这些链进行（2/3+1）共识来选出哪条plib分叉链作为主链（不可逆序号最大的链），丢弃掉其他plib分叉链。

总结

dpos3.0+BFT由最初的一次共识增加到了两次，避免掉出现conflict(冲突)lib，但是这也让head_block_num和lib的高度拉到((2/3+1) * 21 - 1) * 12 * 2 = 336 个块(不考虑漏块的情况)。根据一个区块生产的时间为0.5秒计算，产生最终的不可逆块的用时为：336 * 0.5 = 168