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Beldex隐私区块链网络升级为权益证明机制
2021年12月，Beldex隐私区块链网络通过Bucephalus硬分叉完成了从工作量证明(PoW)到权益证明(PoS)共识机制的升级。此次升级的主要目标是通过缩短区块生成时间，降低能耗，提高区块奖励，并最大化网络可扩展性，从而提升整体网络效率。
PoS机制的优势
与PoW需要大量计算和能源密集型挖矿不同，PoS允许用户通过持有BDX代币来保护网络安全。这一转变使Beldex在保持其使命的同时变得更加环保和可扩展，其使命是通过BChat、BelNet和Beldex浏览器等产品实现隐私保护和抗审查的通信。
Beldex PoS机制解析
什么是Beldex PoS？
Beldex PoS是Beldex网络上的权益证明共识机制，用于验证交易并将新区块添加到区块链中。与其他PoS网络不同，在Beldex网络中：
虽然用户可以运行多个主节点，但每个主节点最多只能质押10,000 BDX。这些节点会被随机选择来验证和创建区块。不过，主节点验证者的选择存在一定的可预测性，我们将在后文中深入探讨。
Beldex的PoS流程经过精心设计，通过Quorum（Beldex网络内部的通信路径）消除了挑战，并确保参与主节点之间的安全通信。
Beldex PoS运行机制
1. 等待新区块
网络需要等待特定时间才能创建下一个区块。该时间是根据PoS创世区块的基础时间戳，以及用于签名的顶部区块哈希和高度计算得出的。平均目标区块时间为30秒。
2. 轮次准备
系统准备进入下一个PoS轮次，通过比较时钟与理想区块时间戳来计算当前轮次的Quorum和各阶段持续时间。如果握手或验证等任何阶段失败，系统会自动返回"准备轮次"阶段进行重试。
3. 等待轮次开始
参与本轮次的区块生产者和验证者将验证以下内容：检查时钟与下一个预期PoS时间戳。如果预期时间已到，则继续；否则继续等待。
4. 发送和等待握手（验证者）
作为验证者，您需要首先发送握手信号，确认在线并准备参与。同时需要连接其他验证者的握手信号，确保它们也正常工作。
5. 发送握手位集
收到握手信号后，每个验证者传输一个位集，这是一个包含参与本轮次所有验证者列表的简短数据包。这使得团队能够验证其Quorum参与情况。
6. 等待握手位集
所有参与者等待来自其他验证者的位集。一旦达成共识（至少60%参与），轮次才能继续。如果未满足此标准，轮次将失败，流程重新开始。
7. 提交区块模板（区块生产者）
区块生产者（分配到此任务的主节点）准备一个区块模板（候选区块），使用来自区块验证者的位集进行签名，并将PoS轮次应用于该区块。然后将其发送给选定的区块验证者。
8. 等待区块模板（验证者）
验证者获取区块模板后，通过检查区块生产者的签名来验证其有效性。验证签名后，每个验证者创建其部分随机值和对应哈希。这些数据随后用于完成和签署区块。
9. 发送和等待随机值哈希（验证者）
所有验证者发送随机值的哈希，并等待其他人的哈希。如果未收到所有参与验证者的哈希，则返回"准备轮次"阶段。
10. 发送和等待随机值（验证者）
收集所有哈希后，验证者共享其真实随机值并等待其他人的随机值。这些值组合生成区块中使用的最终随机数。
11. 发送和等待签名区块
每个验证者现在使用组合随机值为最终区块签名，将签名发送给Quorum的其他成员，并等待其他签名。确保轮次开始时收到的区块模板被签名且未被篡改。
这一过程的重要性
Beldex PoS共识过程看似复杂，但每一步都在确保以下方面发挥重要作用：
安全性：只有已知的、已质押的主节点可以参与。
参与度：握手和位集方法确保只有活跃节点参与区块创建过程。
公平性：随机值防止操纵确定谁创建或验证下一个区块。
能源效率：与挖矿不同，PoS不需要大量电力或昂贵硬件。
Beldex PoS的优势
去中心化：允许任何持有足够BDX的人托管主节点并参与治理。
可持续性：能耗显著低于PoW。
速度：区块按既定时间表创建，过程快速。
网络弹性：如果验证者或区块生产者下线，系统会识别并启动新轮次。
奖励队列：生产区块的主节点被置于奖励队列末尾，确保每个主节点都有机会成为区块生产者，实现奖励公平分配。
结语
向PoS过渡是Beldex发展的重要里程碑。它赋予社区更多权力，提高效率，并保持Beldex对隐私、安全和抗审查生态系统的愿景。
了解PoS在Beldex中的工作原理，有助于用户和开发者理解支持Beldex浏览器、BelNet和BChat等隐私产品的强大设计决策。
然而，即使PoS也有其局限性。Beldex团队正在努力实施可验证随机函数(VRF)，这是一种增强的共识机制，可进一步随机化主节点选择，增加Quorum中参与节点数量，从而最大限度地提高安全性、隐私性、网络可靠性及抵御多种攻击的能力。
