其实之前的视频中有详细介绍过Algorand，它像以太坊一样，是一个可编程的区块链。这意味着它支持智能合约。Algorand 使用称为 Pure Proof of Stake 的特殊系统来选择验证哪些区块。
纯权益证明是由麻省理工学院教授Silvio Micali发明的，他是一位密码学研究员，也是 2012 年图灵奖的获得者。该系统是同类系统中的第一位，也是目前唯一解决区块链三难问题的共识系统。
那什么是区块链三难困境？
Blockchain Trilemma 是由以太坊的创建者Vitalik Buterin（圈内叫他V神）首次创造的术语。区块链的核心特征是可扩展性和安全性以及去中心化。在深入探讨三难问题之前，让我简要解释一下区块链共识和纯权益证明（PPoS）。
什么是区块链共识呢
加密货币有两个主要的共识系统。这些是工作证明和股权证明。两者都是区块链的基础，都是验证区块的驱动因素。
工作量证明（PoW）是比特币和门罗币等硬币的共识系统。PoW 通过让采矿计算机消耗大量能量来解决数学难题。当这些谜题被解决时矿工将获得比特币奖励。这创建了一个能源密集型的集中式系统，其中最强大的计算机获胜。
权益证明解决了这个问题，由于验证能力仅限于由用户拥有的硬币比例指定的交易百分比，因此消除了验证者消耗大量能源来解决复杂难题的需要。PoS 还通过只允许一定比例的费用奖励给验证者来解决 51% 攻击的可能性。
PoS 仍然存在其固有的问题。这些问题导致了两种主要 PoS 模型的发展，即委托权益证明（DPoS）和绑定权益证明（BPoS）。
与 Proof-of-Work 协议相比，委托权益证明协议能够有效地处理交易，因为区块生产者的数量有限。尽管与工作量证明相比，该协议具有可扩展性且更有效，但它仍然面临中心化和不安全性的挑战。
另一个协议是Bonded Proof of Stake。该协议是一种权益证明方法，其中任意数量的用户留出一部分代币（权益）以影响区块生成。这些用户将他们的股份作为保证金锁定一段时间，作为交换，他们有机会选择与他们的股份相关的下一个区块。
在该协议中投票权与用户愿意锁定的股权成正比。一旦存款到位，在指定的时间过去之前不能将其移除。如果这些用户不诚实，他们将失去他们的押金和参与共识过程的特权。Bonded Proof of Stake 协议的主要缺点是用户在参与共识协议时消费其股权的能力降低。
DPoS 和 BPoS 面临的挑战由纯权益证明 (PPoS) 解决，这是一种由 Silvio Micali和Algorand 基金会团队开发的共识算法。
纯权益证明 (PPoS)
通过 PPoS，用户被随机秘密地选择提出区块并对区块提议进行投票。每个用户对投票的影响与用户在系统中的权益成正比。PPoS 方法将整个经济的安全与大多数人的诚信联系起来，而不是将安全与经济的一小部分联系起来的方法。
与委托权益证明（DPoS）不同，PPoS 不会让一小部分用户负责区块生成，用户也不需要将他们的投票权委托给少数人。这不会让任何特殊的用户群体受到攻击。与 BPoS 相比 Algorand 不要求用户留出部分股权来参与共识协议，并且参与共识协议不会降低用户消费其股权的能力。Algorand 用户可以随时使用他们的 Algo。
由于 PPoS 随机和秘密地选择用户，不诚实的用户在达成共识之前不会知道谁将生成下一个区块。这意味着当恶意用户发现有人在投票时，他们从攻击中受益已经为时已晚。使用 PPoS，一小部分用户不可能损害整个经济。这有助于确保权力下放。
那么纯权益声明（Pure Proof of Stake） 如何处理区块链三难困境呢？
首先是可扩展性方面
可扩展性表示协议可以在不减慢速度的情况下处理的事务数量。在高度可扩展的区块链上，全球将能够以最低的费用立即记录交易。目前Visa 是全球速度的标准，理论上每秒可处理 56000 笔交易 (TPS)。但据我所知这是从未实际测试过的。Visa的平均TPS约为1700。将其与 TPS 为 4.6 的比特币进行比较。这是通过将块大小和交易大小相除来计算的。
由于比特币每 10 分钟铸造一个新区块，因此达到 4.6 TPS。在高度拥堵期间，单笔比特币交易的等待时间可能为 15 分钟，费用约为 23 美元。
Algorand 正在使用 Pure Proof of Stake 解决这个问题。目前网络可以支持 1200 TPS，由于Instant Finality的关系，很快将增加到 3000 TPS 。而且随着Block Pipelining的实施，这个数字将在今年晚些时候增长到 45000 TPS 。这比 Visa 更具可扩展性。Algorand 的费用锁定为 0.002 Algo。
然后是安全性方面
安全是指防止对手验证欺诈交易的措施。在绝对安全的区块链中，如果不控制协议的安全资产的50%以上，就不可能创建欺诈数据。与此同时获得这种控制权几乎是不可能的。Algorand 的安全性由独特的共识算法处理。由于 PPoS 的随机性和保密性，恶意行为者无法破坏每个参与者的投票。即便他们发现了每个参与者的身份也为时已晚。最终确定时间不到 4 秒，任何人都不可能篡改系统。在铸造NFT（不可替代的代币）时这种区块确定性速度也很有用。
最后是去中心化也就是所谓的权力下放方面
去中心化意味着没有单一实体控制网络。任何人都可以加入网络并作为区块验证节点参与其中。在完全去中心化的网络中，所有节点都具有相同的数据访问权限和相同的投票权。由于 PPoS 的性质，没有一个权威或权力的中心点。
Algorand 还使用两种不同类型的节点，即中继节点和参与节点。中继节点充当集线器网络，并与许多其他节点保持连接。这些节点具有高性能网络连接，允许有效的通信路径，最终减少跳数和在整个网络中发送消息的传输时间。
中继节点通过累积来自参与节点和连接到它们的其他中继节点的协议消息、执行重复数据删除、签名检查和其他验证步骤，然后仅重新传播有效消息来缓解系统中的压力。
参与节点运行 Algorand 共识协议并通过中继节点进行通信。由用户的参与密钥授权，这些节点代表用户在共识算法中的权益提议和投票。如果在其中安装了适当的参与密钥，则单个参与节点可以代表多个用户。
任何人都可以运行一个参与节点，并且鼓励每个人都这样做。参与节点保证了 Algorand 区块链的安全。只要有足够多的节点诚实地运行共识协议，即使所有中继节点都被攻破，区块链也能保证永不分叉。
Algorand 是世界上第一个使用其独特的共识算法解决区块链三难问题的加密货币。它是去中心化的，每个用户都可以投票，而不是将他们的加密货币委托给权益池。
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