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历时证明（PoET）：区块链共识机制的新探索
背景介绍
自比特币问世以来，其工作量证明（PoW）共识模型作为区块链网络分布式账本合法性的机制得到了广泛认可。此后，众多基于拜占庭容错的新共识机制相继出现，主要致力于改进工作量证明中挖矿密集过程带来的能源效率低下问题。
历时证明（PoET）就是这些共识机制中的一种，旨在改进工作量证明共识，并为许可型区块链网络提供新的选择。PoET由芯片制造巨头英特尔于2016年开发，主要作为许可型区块链网络的高效共识机制。目前，PoET已成为Hyperledger Sawtooth模块化框架的首选共识模型，是实施和实验分布式账本系统的热门工具。
SGX技术简介
PoET共识的核心在于其创新的技术支持——英特尔备受瞩目的软件保护扩展（SGX）编程参考手册。SGX于2015年随英特尔第六代酷睿处理器推出，作为可信执行环境（TEE），它允许选定的、受信任的代码独立于其运行的应用程序运行。
SGX是一套复杂的CPU指令集，用于隔离特定的、受信任的代码和数据区域。它为开发人员提供了一个安全环境，可以保护敏感数据或代码免受外部干扰或检查。使用SGX在TEE中运行的代码可以生成来自平台或应用程序内部的签名证明，该证明植根于处理器，并验证代码已在可信环境中正确初始化。
PoET工作原理
PoET共识是一种高效的工作量证明形式，它消除了对挖矿密集过程的需求，取而代之的是为网络参与者提供的随机计时器系统。简而言之，每个网络参与者都会获得一个随机计时器对象，第一个到期的计时器会"唤醒"该参与者，使其成为区块领导者并生成新区块。
PoET共识可以分为两个阶段：网络验证和SGX证明，以及实际的挖矿彩票计时轮次。
网络验证与SGX
这是共识的初始阶段，也是SGX发挥重要作用的地方。在PoET中，潜在网络参与者下载可信代码，并向网络传播带有SGX签名的"加入"消息。网络节点随后接受或拒绝该证明。如果被接受，参与者将加入网络，并可以参与计时随机彩票选择过程。
计时彩票随机选择
这是共识机制的第二个也是最后一个阶段。在每轮共识中，网络参与者会从可信代码中获得一个完全随机的签名计时器对象。这样做的目的是防止任何潜在恶意行为者操纵系统，试图持续获得较短的计时器，从而生成更多区块。
每个参与者随后等待他们的随机计时器到期。第一个到期的网络参与者的计时器会向网络传播签名证书，表明他们是该轮的随机区块领导者。消息经过认证后，区块生成，然后重新开始新一轮。
PoET的优缺点
优点
PoET极大地提高了工作量证明系统的效率。同时，它也为"随机领导者选择问题"提供了一个很好的解决方案，而无需资源密集或复杂的权益证明共识所需的抵押机制和激励结构。对于许可网络来说，PoET也是一个优秀的共识机制，这就是它成为Hyperledger Sawtooth首选共识机制的原因。
缺点
尽管SGX是一项备受赞誉的创新技术，但其近期的发展显然引发了对其与PoET共识配合使用的担忧。虽然英特尔很可能能够修复关键漏洞问题，但这里的劣势在于对专用硬件安全的明显且必要的依赖。此外，由于SGX完全由英特尔制造，共识模型对英特尔的依赖延伸到了这家作为第三方的公司。
结论
PoET代表了为分布式账本系统提供拜占庭容错共识机制的又一次尝试。它非常高效，并且与另一项新颖技术SGX协同工作。展望未来，观察SGX的发展将对PoET作为可持续共识模型产生重大影响。就目前而言，它是Hyperledger Sawtooth的绝佳工具，在模块化区块链框架的实验和开发中发挥着至关重要的作用。
