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Pi Network的恒星共识协议
过去，许多出版物都曾探讨过Pi Network的恒星共识协议。然而，许多先驱者是否仍然最准确地理解其真正含义，将其视为该协议的区块链共识机制？简短的回答是：Pi Network并不运行一套自身独创的共识系统。其区块链采用的是恒星共识协议的一个适配版本，该协议基于一个名为联邦拜占庭协议的正式定义模型。更长且更重要的答案则在于SCP如何运作、它与工作量证明和权益证明有何不同，以及Pi Network如何修改它以支持一个移动优先、身份驱动的网络。
本文将从基本原理出发解释这项技术。重点在于如何达成共识、SCP提供了何种保证，以及Pi Network的实现与恒星原始设计的不同之处。一如既往，目标是阐明其机制，而非预测结果或推测其对2026年及以后的Pi区块链的意义。
恒星共识协议与联邦拜占庭协议的基础
正如我们已经确认的，Pi Network的共识机制基于恒星区块链于2015年提出的SCP。SCP由斯坦福大学计算机科学家设计并在恒星网络上实现。它不依赖于挖矿或经济权益，而是利用节点之间明确决定彼此信任度的协议。
SCP的核心是FBA。传统的拜占庭容错系统，如PBFT，假设存在一个固定的验证者列表。这一假设限制了开放性，并使全球性参与变得困难。FBA取消了固定成员资格的要求。每个节点独立选择自己的仲裁切片，即它认为足以达成共识的其他节点的子集。仲裁是指一组节点，其中每个成员至少有一个仲裁切片完全包含在该集合内。当这些切片充分重叠形成仲裁时，共识便随之产生。安全性取决于仲裁交集，即任何两个仲裁必须至少共享一个诚实节点。活跃性则取决于即使在某些节点故障时网络仍能形成仲裁的能力。
该模型允许开放参与，同时仍能容忍拜占庭故障。实际上，只要在移除故障节点后仲裁交集仍然成立，SCP就可以处理任意的故障行为。
FBA与SCP的核心原则
联邦拜占庭协议概括了经典的拜占庭容错，而不假设固定的验证者集合。每个节点在本地定义信任，而非继承自全局规则。
首先是仲裁切片。节点自行决定它们依赖哪些其他节点。这些切片在整个网络中并不统一，它们反映了社会、组织或运营上的信任关系。
其次是仲裁交集。为保证协议的安全性，所有可能形成的仲裁必须相交，即使在移除故障节点后也是如此。如果交集失败，网络将面临决策冲突的风险。
第三是完整节点与受损节点的概念。完整节点是指在移除故障节点后仍能正常运作的节点。受损节点在技术上是诚实的，但其进展依赖于故障节点，因此会失去活跃性。
第四是可舍弃集合。SCP的形式化模型定义了那些可以被移除，同时仍能保持仲裁交集和可用性的节点集合。这使得协议能够精确地推理容错能力，而无需依赖硬性的数值阈值。
综合这些特性，SCP被其设计者称为具有最优安全性。只要在异步网络条件下理论上是可能的，就能保证达成共识。
SCP如何达成共识
SCP在每个区块槽位（代表一个区块或交易集合）通过两个不同的阶段达成协议。
提名阶段负责选择候选值。节点通过联邦投票提名交易集合。为避免混乱，提名使用加密哈希函数进行优先级排序。随着时间的推移，完整节点会收敛到相同的复合值，通常是有效交易的并集。
一旦提名收敛，协议便进入投票阶段。在此，节点对定义为计数器和值的选票进行投票。如果进展停滞，计数器会增加。节点经历准备、提交和外部化步骤。当一个仲裁确认某个值时，该值即被外部化，决策就此最终确定。
所有消息都用加密密钥签名。哈希函数既用于优先级排序，也用于组合值。这些机制防止了伪造和重放攻击。
在生产网络中，SCP通常在3到5秒内达成最终性。它没有像工作量证明那样的概率性结算窗口。一旦一个值被外部化，除非违反仲裁交集，否则它不能被逆转。
与其他共识机制的比较
SCP与工作量证明和权益证明有根本性不同。
工作量证明依赖于计算能力，并假设大部分算力是诚实的。其最终性是概率性的，且能耗很高。
权益证明则依赖于经济权益。共识达成取决于对理性行为和资本分布的假设。
相比之下，SCP依赖于明确的信任关系。它不消耗能源，也不按权益规模衡量影响力。容错能力由仲裁结构而非代币所有权决定。这使得SCP适用于优先考虑低延迟和可预测最终性的网络。
Pi Network如何适配SCP
Pi Network并未发明新的共识协议。它适配了SCP，以支持庞大的个人用户群体，而非一小部分机构验证者。该项目基于恒星的开源代码，同时修改了信任建立和参与奖励的方式。
最显著的适配是安全圈的使用。鼓励用户添加三到五个可信联系人。这些圈子聚合成一个全球信任图。节点使用此图来配置其仲裁切片。
其目的是将信任锚定在真实的人际关系中，而非机构。通过了解你的客户流程进行身份验证有助于减少女巫攻击。在此模型中，信任从经过验证的个人出发，通过社会连接流动。
Pi Network还定义了多个参与者角色。先驱者是每日签到的普通应用用户。贡献者通过添加联系人强化信任图。大使招募新用户。节点在台式机或笔记本电脑上运行SCP软件，并直接参与共识。一些节点开放端口运行，可用性更高，从而在仲裁形成中增加其影响力。
Pi Network中的“挖矿”并非工作量证明意义上的挖矿。它是一个由SCP协调的预定分配过程。奖励根据角色、活跃度、在线时间和信任贡献进行分配。没有矿池，也没有竞争性计算。
交易处理与性能
Pi Network中的交易通过移动应用提交，并转发给节点。节点在将交易纳入提名集合之前，会验证签名和交易历史。
共识消息是轻量级的，通过标准网络交换。区块大约每五秒产生一个。早期网络的目标吞吐量在每秒数百到数千笔交易之间，具体取决于节点参与度和消息开销。
交易费主要作为一种优先级排序机制，而非收入来源。协议的效率来自于无需挖矿，以及联邦投票所需的消息体量较小。
安全属性与保证
从技术角度看，Pi Network继承了SCP的核心安全保证。这包括确定性最终性、在仲裁交集条件下对拜占庭故障的抵抗能力，以及消息的加密完整性。
附加的社会层引入了新的权衡。安全圈和KYC流程可以减少虚假账户的盛行，但它们也造成了依赖验证系统和信任图结构的问题。如果信任变得过于集中，或者许多用户依赖一小部分节点，仲裁交集可能会被削弱。
SCP本身并不要求信任是全局性或统一的。其安全性取决于节点操作者所做的配置选择。这赋予了网络鼓励多样化且连接良好的仲裁切片的责任。
局限性与批评
对Pi Network共识实现的一些批评集中在去中心化和扩展性方面。
在早期阶段，数量有限的核心节点在维持仲裁交集方面发挥了重要作用。这造成了中心化控制的观感，即使底层协议支持去中心化。
可扩展性是另一个关注点。随着节点数量的增长，消息复杂度会增加。SCP已在恒星的实践中得到验证，但Pi Network强调个人运营的节点，这引入了在线时间和连接性的可变性。
结论
Pi Network对恒星共识协议的使用，代表了将一种经过充分研究的共识模型应用于大众市场、移动导向环境的尝试。SCP通过联邦拜占庭协议提供了快速的最终性、低能耗和正式的安全保证。Pi Network通过将社会信任和身份验证嵌入仲裁形成和奖励分配框架，扩展了这一模型。
其结果是一个优先考虑可访问性和人类参与，同时依赖于成熟共识研究的系统。其优势和劣势并非植根于未经测试的密码学，而是源于配置选择、网络激励和治理机制。理解这些机制对于基于技术层面而非猜测或营销叙述来评估Pi Network至关重要。
