卡尔达诺（Cardano）的 Ouroboros协议是什么

Cardano是当今市场上最有趣的区块链平台之一。区块链平台由Ethereum Charles Hoskinson的联合创始人创立，其诞生源于对新加密货币的开发标准化的渴望。

Cardano协议

更简单的说，Cardano正试图通过在区块链程序的设计过程中引入科学研究和同行评审的概念，彻底改变加密货币的方式。随着时间的推移，这种科学证明和研究的理念已经被引入到其他的计算领域，例如网络，这导致了ip协议的发展。

Cardano试图在区块链和加密货币生态系统中复制这样的努力。

Cardano主要由三个组织建立，即Cardano基金会、InputOutput Hong Kong（IOHK）和Emurgo。

除了最后一个，其他两个组织都只致力于开发Cardano平台和相关协议。另一方面，Emurgo是一家第三方日本公司，该公司“在Cardano开发、支持和孵化商业项目”。

Cardano与其他区块链有何不同？

根据创始人Charles Hoskinson的说法，Cardano是一个“第三代”区块链平台。他认为，纯粹的加密货币，或者用于价值转移的货币，是第一代区块链。比特币和其他类似的货币在创建一个真正分散的经济体方面起了重要作用，但考虑到区块链技术的潜力，它几乎没有做什么。

在这方面，第二代区块链是一个重要的进步，引入了分散的应用程序和智能合约，使数字交易更多地涉及到资产的转移。以太坊是第一个引入这种模式的公司，目前是最成功的，它的市值高达数十亿美元。然而，它有自己的一系列限制，包括但不限于低的可伸缩性、缺乏治理和资源分配不当。

Cardano的工程哲学几乎是从头开始设计的，以避免类似的事件破坏区块链。

Cardano在加密货币领域的第二个动机是解决区块链可扩展性的问题。在一段时间内，比特币和以太坊等流行的加密货币一直在围绕这一特定话题展开辩论。尽管许多人会同意，经过试验和验证的工作共识机制已不再是达成共识的最可行的选择，但几乎没有其他替代方案获得了大众的支持。

Cardano公司采用了一种股份共识机制的证明。顺便说一下，这也是以太坊基金会和其他一些加密货币所采用的原则。尽管如此，仍然有很多东西将Cardano的Ouroboros协议与其他的利害关系机制区分开来。

虽然可伸缩性的主题应该是本文的重点，但Cardano有大量的文档说明它的创始人打算实现什么，以及其他使这个平台从不同的区块链中脱颖而出的因素。从本质上说，“Cardano是一个马拉松项目，涉及到加密货币行业内外数百名最聪明的人的反馈。它涉及到不知疲倦的迭代，积极地使用同行评审，以及在发现时厚颜无耻地窃取伟大的思想。”

Cardano区块链的可伸缩性

区块链可扩展性是加密货币狂热者和批评者之间的一个关键话题，其主要原因是传统货币的交易吞吐量微不足道。例如，比特币经常被批评为每秒不超过7-8个交易。作为参考，法定货币支付处理程序Visa可以在负载增加的情况下每秒处理成千上万的事务，并且通常会看到数千个同时进行的交易。

由于这种吞吐量限制，相当多的加密货币一直在考虑放弃工作共识机制的证明。比特币和以太坊目前都依赖于使用计算资源来处理交易的矿商。然而，这是一个高能耗的过程，在不危及安全的情况下也不能加快速度。其结果是，随着时间的推移，诸如股份证明等替代算法变得流行起来。Cardano的Ouroboros实现就是这样使用的。

然而，Ouroboros不仅解决了事务吞吐量的问题。Cardano的开发人员还成功地提出了网络可伸缩性和数据存储的解决方案。

随着时间的增加，加密货币的网络可能会受到瓶颈或阻塞，特别是考虑到需要将交易数据传播到每个参与节点。为了解决这个问题，Cardano希望在2019年的某个时候实现递归的跨网络架构技术（RINA），以提高通信速度。

此外，对于一个提供创建智能合约和分散应用程序的区块链平台来说，存储数据的大小可能会很快开始膨胀。例如，比特币区块链已经超过了100亿字节，而且随着新区块的挖掘，它将继续增长。Cardano的这种限制方法是通过实现侧链和数据压缩的。

Ouroboros  VS  Ethereum PoS

如前所述，以太坊基金会和加密货币的联合创始人维塔利克布特林也在积极努力，为以太坊提供一份股权协议的证明。命名为Casper Friendly Finality Gadget（FFG），以太坊区块链很快就会被期望采用它向PoS和第二层扩展解决方案，比如分片。Casper+Sharding FFG-RPJ规范是这种双重实现的一个例子。

Ouroboros对Casper的关键优势之一是它的学术背景和可靠的数学证明，这些都是公开的。

正如IOHK首席科学家Aggelos Kiayias所言：“Ouroboros协议是在一个完全被描述的模型中进行分析的：它明确地定义了所有参与者的程序、他们的执行和交互、他们的通信——包括网络属性——以及任何控制少数股权的党派敌对实体的潜在腐败性行为。”

尽管Vitalik Buterin合著了Casper FFG论文和FFG的规范，但Cardano认为，这些文件并没有充分地描述Casper协议的程度，而不是Ouroboros的同类产品。此外，尽管Cardano的Ouroboros机制是为基于staka的区块链证明而设计的，但Casper的原始规范却不是。

这意味着，在迁移到Casper之后，以太坊区块链仍然很容易受到51%的攻击。然而，重要的是，Casper FFG-RPJ可能没有一个新的建议，但仍然被认为是不完整的。

无论如何，这两个下注协议之间还有许多其他的区别，包括安全性、可用性以及它们各自实现事务终结的方式。

Kiayias教授援引Ouroboros的论文指出，“在绝大多数的利益相关者都没有参与协议的情况下，Ouroboros被证明能够在绝大多数的情况下实现持久性和活力，即使是在一些重要的利益相关者没有参与协议的情况下。”

相比之下，以太坊的Casper实现了终结，当“三分之二的验证器做出最大赔率的Du注，一个给定的块或状态将被最终确定。Buterin表示，该系统强烈地激励验证器“从不试图串通来恢复区块链”。“如果他们这样做了，而且不成功，就像很可能发生的那样，他们将失去所有的Du注。”

不过，Ouroboros和Casper FFG RPJ也有一些相似之处。例如，两者都提供了最终的共识，使得旧的区块变得更加难以逆转。因此，事务终结不是一个二元的答案，而是依赖于“将事务恢复为对手的强度的函数，以及包含该交易的块被添加时间长度的可能性”。

值得注意的是，最初的Casper FFG规范提供了近乎即时的终结。虽然对快速确认是有益的，但即时的终结需要更多的标记，并要求增加可用性。

结论

在这一点上，很明显的是，Cardano、Ouroboros，甚至是其他关于股份共识算法的证明，仍然没有完全充实的项目。Vitalik Buterin和Aggelos Kiayias教授对这两种技术的不同实现进行了广泛的讨论。不过，到最后，他们都在努力实现一个类似的目标，即永远不必再担心区块链的可伸缩性问题。