一Q难求篇|CPoC共识机制会是分布式搜索QTC的YYDS吗？

一，CPoC共识机制

1名词与概念

l?Shabal/Sha256：Shabal/Sha256是Qitchain?Network中使用的加密哈希函数。 Shabal 是一个相当沉重和缓慢的加密哈希函数，与SHA256等许多其他函数相关。 因此，它得以成为Qitchain?Network的加密算法。这是因为我们存储了预先计算的哈希值，并且它仍然足够快以进行较小的实时验证。

l?Deadline：当开始建立节点并处理Plot文件时，最终会产生称为deadline的数值。 这些值表示在允许锻造区块之前，自上一个块被锻造以来必须经过的秒数。如果没有其他人在这段时间内锻造一个区块，你可以锻造一个区块并获得区块奖励。

l?区块奖励：如果存储服务商幸运地挖掘到了一个区块，他将获得QTC作为奖励。这被称为区块奖励。每产生568288个区块后区块奖励减少50％。

l?Base Target：Base Target是根据最新的288个块计算得出的，该值调整了存储的难度。基准目标越低，存储服务商越难找到数值小的deadline。它的调整目的是尽量让区块平均间隔时间为3分钟。

l?网络难度：简称 NetDiff，是一个正数值，可以看作对Qitchain?Network存储空间的评估，单位为Byte，这个值随块而变，以Base Target为基准。

l?区块高度：每个块都有一个单独的数字编号，每个新生成的块都会在前一个块的编号上+1，此编号称为区块高度，用于标识唯一的区块。

l?生成签名：生成签名是基于先前的块的merkle根和区块高度计算获得，存储服务商使用该值来产生新块，生成签名长度为32字节。

2，CPoC简介

Qitchain?Network的共识算法在传统PoC(Proof of Capacity，容量证明) 的基础上进行了升级，称之为CPoC(Conditioned-Proof of Capacity，条件化容量证明)，也就是有条件的容量证明。

所谓条件化即存储服务商对于声明的容量需要进行一定的QTC质押后才能获得完整的区块奖励，CPoC共识会让存储服务商、存储服务池子和基金会等参与方产生正向商业博弈，使整个系统始终会有较为主力的临时商业既得利者（这个既得利益者会随着时间和价格及区块难度等变量条件不断变化）去无形推动整个生态。

CPoC共识机制具有如下特点：

1)?经济模型攻击预防：PoW共识机制下的存储服务商因成本所迫抛售token时，将会导致整个生态的萎缩，CPoC的参与经济模型使存储服务商成为生态利益的共同体、并用元资产作为新型生产资料代替了原本的电力消耗资源，使得生态不停的良性扩张。

2)?维持成本低：基于PoW共识的区块链系统需要消耗大量的硬件资源与电力资源以维持其安全，致使存储服务商无法建立共同利益和相互认同，所消耗的资源也未能沉淀于其价值体系中，这部分的价值无时不刻都在从PoW体系中抽离出去。没有价值驱动则关键技术难以更新，从而得不到长期有效的发展和迭代，后续容易产生分叉情况。

3)?硬件垄断：PoW共识机制必然导致硬件的军备竞赛，存储服务商为了获得更高的算力必然会研发更高性能的专用硬件，普通人无法参与建立节点。而CPoC 共识机制主要基于硬盘，硬盘体系迭代速度慢、门槛低、出货稳定，完全不用担心买不到硬盘，人人可以参与。在传统商业供应链中供应商一般不会成为用户的直接竞争对手，但在PoW体系中硬件厂商本身就是存储服务商的直接竞争对手，同时作为存储服务商的供货商可以直接将存储服务商完作为套利工具。

4)?电力资源垄断：电力垄断导致PoW内生生态难以扩张，存储服务商对于成本的考虑远高于对生态建设的热情，而对于CPoC体系而言硬盘耗电低，存储服务商的收益将会更加明晰，民用计算机硬件的线性保值率保证存储服务商可以在相对安全保本的情况下获取价值。

3，CPoC模型

对于存储资源来说，在分布式存储领域，文件拥有者与文件请求者之间，存在验证与被验证的关系。PoC其背后的核心理念，便是在存储资源上，"证明者低效，验证者高效"，以达到验证者可以花费很少的存储资源，在较少的计算时间内，验证证明者拥有一定存储空间的目的。

在PoC共识中的最关键的一个问题，即证明者(Bob)如何向验证者(Alice)证明，其拥有某个特定文件大小的文件F始终存在于Bob的磁盘之中。

一个最简单直观的方式是Alice在事先将F发送给Bob，其后Bob在需要证明时返回同样的文件F，Alice接受到文件后，校验其是否与之前发送给Bob的文件一致。

?

但这样做显然违背了"对存储资源，验证高效"的特性。

在PoC的范畴内，文件F的目的只是为证明证明者确实使用了一定量存储空间的工具，也即我们可以对文件F的内容做任何形式的要求，在所设计的PoC体系中，文件的内容是一种DAG(Directed Acyclic Graph，有向无环图)结构, 以V代表图中所有节点，定义W(V), 要求其满足一个特性：

其中V'为V在图中的直接前驱节点。

证明者需要将每个节点的W值存储，以供验证者在验证阶段随机抽取检验。证明者与验证者的交互流程如下：

1)?初始阶段：

验证者与证明者协商复杂有向无环图G，同时证明者计算所有W(V)，并存储计算结果，需要的计算时间与存储空间和图的节点数目成正比；

证明者将所有W(V)的值组成Merkle树，同时将树根节点Φ的值发送给验证者；

2)?验证阶段：

验证者随机抽取节点V，要求证明者给出其W(V)的值，同时揭示其在Merkle树中的路径；

证明者提取其存储中的特定W(V)，同时揭示其在Merkle树中的路径；

验证者验证其W(V)的合法性，同时验证其是否存在以Φ为根的Merkle树中。

在初始阶段需要要求诚实的证明者存储每个按照图结构计算出的节点hash值。由于在实际应用中，图的节点数和连接关系远比上图要繁杂得多, 证明者最有可能的P作弊方式是不使用大量的存储将Hash运算后的结果存储在磁盘上，而是在验证阶段重新使用计算资源进行哈希运算。

这样的以“时间换空间”的作弊行为显然是行不通的，因为在有限的验证时间内，投入巨大的运算资源重新计算每个节点的哈希值，既是不经济的，更是不现实的。

选取Random Bipartite Graphs与Superconcentrator Graphs两类特定类型的DAG，此两类图形的数学特性保证了节点间的连接关系的高度复杂性。

通过建立Pebble Game模型，Stefan Dziembowski的论文可以证明一个不诚实的证明者如果不存储与图节点相同数量的哈希值时，在常数有限时间内，不可能正确的通过验证者的验证。

在初始阶段的第2步与验证阶段的第2、3步中，可以利用Merkle树的性质，简化验证者的验证复杂度，从而达到对验证者来说"验证高效"的目的。

证明者将每个节点的W值作为Merkle树的叶子节点，计算出Merkle树的树根，作为参数之一，在初始阶段发送给验证者，在验证阶段，验证者只需要验证某个节点的W值是否存在在第一步初始阶段发送的Merkle树中即可。

4，基于PoS的条件化模型

基于PoS的条件化模型

在PoC共识的基础上，我们基于质押模型设计了一种条件化证明，这种条件化模型由两方共同形成，分别是出块存储服务商和质押量前10的用户。

我们用表示挖出一个区块后出块存储服务商和质押量前10用户双方最终获得的区块奖励，其中表示出块存储服务商的最终奖励，表示质押量前10用户共同获得的最终奖励，ρ表示一个区块产出后产出的全部区块奖励，代表出块存储服务商达到条件化模型要求所需的质押量，staking则表示该存储服务商的实际质押量。

：

1）难度竞争与区块生成

存储服务商从钱包获取存储信息，此信息包含新的生成签名、base target和下一个区块的高度。 在钱包发送此信息之前，通过将上一个生成签名和plot id创建生成签名，并通过Shabal256运行此方法以获取新哈希。存储服务商将采用新的32字节生成签名和8字节块高度，并将它们作为 Shabal256 的种子放在一起，计算生成哈希。

矿工对哈希进行小规模数学计算，通过散列对4096取模，找出scoop number。

然后读取plot文件，从所有的nonce中，获得并处理scoop以计算目标哈希，定义target为目标哈希，则target可表示为：

target除以base target，得到的前8个字节是值是deadline，则deadline可表示为：

钱包接收到存储服务商提交的信息后，创建对应的nonce，以便找到并验证 deadline。 然后钱包将检查deadline对应的时间剩余（单位：秒），直到deadline对应的时间用光。 如果在deadline用光之前在网络上收到其他钱包的有效区块，则钱包将丢弃提交的哈希信息。如果存储服务商提交新信息，钱包将创建nonce，并检查deadline值是否低于之前的deadline。如果新deadline较小，钱包将使用该 deadline。

deadline有效时，钱包开始构造一个新的区块。首先，钱包获取从用户或网络收到的所有未经确认的交易，钱包将尝试包含尽可能多的交易，直到达到2M 大小的上限，或者直到处理完所有交易。钱包对接收到的所有交易进行合法性检查，例如是否具有有效签名、正确的时间戳、合法的输入输出等。钱包还会将所有添加的交易的金额和费用进行统计。

总结:从生态治理来看

在众多质押的经济模型下，QTC的CPOC共识机制是第一个可以做到从技术上良性治理大存储服务商的token动向，刺激买盘，减少抛压，增加经济模型的通缩机制，更好的做到QTC社区生态的良性自治，这是整个行业的创新。

二，目前QTC的KPI：

（数据来源：https://www.marspool.pro/）

1）全网总算力稳定在：207P

2)目前矿池算力增长至：90P

3)目前场外价格：1Q=$61（￥384.3），上涨2.22%

三，QTC经济模型解读

讨论到经济模型，那就不得不去了解区块链领域的共识机制（达瓴智库的《共识决定成败？一文读懂区块链共识机制》https://mp.weixin.qq.com/s/f898bJSWKi7tVg6WSzpgtQ），目前在区块链领域的共识机制罗列下来有以下几种：

POW（工作量证明机制）、POS（权益证明机制）、POC（容量证明机制）、POA（权威证明机制）、CPOC（有条件的容量证明机制）

1、POW（工作量证明机制）

POW是第一个区块链共识算法，自2009年以来，伴随着Bitcoin的产生而出现。简单来说，POW共识算法就是确认网络参与者的工作量，并给予一定的奖励。

在POW共识算法中，要求发起者进行一定量的运算，也就意味着需要消耗一定量的运算时间。在该算法的运行方式中，网络参与者在区块链中添加一笔交易时，必须先解决某种复杂的计算问题。

这种方法可以确保网络参与者花费了一定的时间和资金来完成工作，这表明了他们不会损害区块链的系统，因为对系统的损害会损失他们自身的利益。

比如Bitcoin和以太坊都是采用POW的共识算法，目前是共识最为强大的两大区块链网络。POW的优点是一种最安全的共识算法，能够有效防止51攻击，自2009年面世以来，得到了广泛的认可。缺点是耗能较大，且吞吐速度较慢。

（图片来源：https://blockchain.coinmarketcap.com/zh/chain/bitcoin）

2、POS（权益证明机制）

POS也被成为股权证明，类似于银行存款。这种共识算法下，会根据网络参与者所持有的数字资产和持有的时长分派相对应的奖励，也就是类似于银行给存款发放的利息。

POS的出现实际上是为解决POW存在的耗能大的问题，所以它没有使用计算的功能，网络参与者不需要耗费巨大的能量，而是必须具有代表这个网络的数字资产。

网络参与者拥有的该数字资产越多且持有的时间越长，证明参与者对该网络的贡献越多，也就越值得信赖，在该网络中参与者获得下一个区块奖励的概率就越大。

例如以太坊正在从POW转向POS共识算法。在以太坊网络的POS共识算法中，用户需要质押 32 ETH（以太坊的数字资产） 才能成为验证者。验证者被随机选择来创建区块，并负责检查和确认他们没有创建的区块，用户所质押的ETH也能够获得一定的质押奖励。

POS的优点在于攻击成本高、节能、可扩展性大，且只要是有该网络的数字资产就能参与该网络，所以不易受规模经济的影响。缺点是一旦遭受完整的攻击，则整个网络就会失去价值。

图片来源：https://ethereum.org/en/

3、POA（权威证明机制）

POA不是独立的共识算法，而一种结合了POW和POS的共识算法。在POA共识算法中，每个活跃节点首先按照POW的机制，需要不断进行哈希计算，当节点计算出正确的哈希值并经过成功验证以后，则会将该区块作为数据源，导出N个随机的股权所有者。这些被选出来的股权所有者，就是被首先认可的账户，称之为验证人节点。

验证人节点必须要先对自身的身份进行认证，这里需要使用被广泛认可的并且存在于公共公证数据库中的身份，这是一个强制性过程。

同时，POA算法要求所有的验证人节点全部在线，任意一个验证人节点不在线，则会使得生成的新区块无法获得验证，从而导致新区块被丢弃。

POA共识算法会周期性的统计被丢弃区块的数量，并根据该数量来调整验证人节点的数量，若丢弃区块的数量较多，则减少验证人节点数量，反之，则会增加验证人节点。

例如公链赛道中的VeChain，由该项目基金会指定“权威主节点”，来维护VeChain网络的运行，每个节点运营商在任何给定时间必须持有至少 25,000,000 个 VET。

目前所对应的权威机构由101个VeChain“雷霆之源”超级节点组成，权威主节点是唯一被授权在VeChain雷神区块链上打包区块的节点，他们将获得每个区块交易费用的 30% 的奖励。

POA共识算法的优点是可以防止具有强大算力但仅持有少量股权的攻击者，其中POS部分使得这些攻击者得到出块的可能性是非常小的，因此无法进行有效攻击。而验证人节点依靠资产获利，这会使得验证人长期持有该资产，有利于该数字资产的保值和减少波动。POA的缺点是略微中心化，通常不能保证抗审查力。

图片来源：https://www.vechain.org/

4、POC（容量证明机制）

POC也被成为空间证明，该算法类似于POW，只不过是用空间代替了CPU进行计算。

在POC共识算法中，网络参与者利用计算机的硬盘空间，来存储提前运算好的哈希值。硬盘容量越大，储存在硬盘里的哈希值就越多，在区块网络中就越容易匹配到所需的哈希值，从而获得更多的区块奖励。

POC共识算法要求提前计算好哈希值并存储在硬盘中，所以网络参与者并不需要进行实时计算，只需要在硬盘中进行扫盘，以此来找到与区块所匹配的哈希值就能生成新的区块，也就是说，相比于POW而言，POC共识算法能够省去大量的计算时间和耗费的能量。

例如分布式存储赛道的Chia，在Chia刚出来的时候其“绿色BTC”、低门槛等特色吸引了一大波区块链领域人士纷纷入场。

通过不断的扫描硬盘中与区块匹配的哈希值，来获得区块奖励。目前Chia全网的容量已经高达35.16EiB是当前全网存储量最大的一个项目。

POC共识算法的优势在于节能环保、参与门槛低，只要有硬盘就能参与到该网络中。

缺点在于，POC的广泛采用可能会引发生产更高容量硬盘的竞赛，增加个人参与门槛和被攻击的风险。同时没有办法进行良性正向的社区治理。无法保证存储服务商的长期稳定的存储收益！

5、CPOC（有条件的容量证明机制）

CPOC是在POC共识算法上进行升级的一种共识算法，增加了POS共识机制。在CPOC共识算法中，网络参与者也是利用硬盘空间来存储哈希值，从而参与区块奖励的竞争。与此同时，网络参与者还能够用自己持有的数字资产进行质押，以此来获得更多的区块奖励。

在CPOC共识算法中，实现了真正的低门槛参与。

其一，CPOC是用硬盘来参与该网络，网络中的节点成本低，利用闲置的硬盘也能参与其中；其二，持有该网络中的数字资产也能够参与其中并获得奖励，且通常来说，质押数字资产越多的网络参与者获得的区块奖励也就越多。

例如以Bitcoin底层代码为基础，进一步添加智能合约，开发应用程序并发展其生态系统的“BTC3.0”--分布式搜索引擎QitChain，最终目标是成为有效信息聚合器，其内在经济机制中采用了CPOC的共识算法。有硬盘或者有该数字资产的个人或机构均可以参与到该网络中，网络参与者能够利用硬盘中填充的哈希值来获得一定的区块奖励，并且还能够通过质押其数字资产可以提高区块奖励数量，质押最多的前十大节点可以获得更多的奖励。

图片来源：https://www.qitchain.org/

CPOC共识算法的优点在于耗能低、绿色环保；在POS的机制下，该网络中的数字资产能够获得有效需求，支撑该网络的内部循环。

缺点在于CPOC共识算法是一种创新的共识机制，需要不断发展其应用才能获得更强大的共识（Qitchain在未来的2年内也会由于技术上的更新与拓展，迎来生态的大爆发，在下一篇研究文章中将深度解析）。

除以上所提到的5种共识机制以外，还有DPOW（延时工作量证明机制）、DPOS（授权股权证明机制）、PBFT（实用拜占庭容错机制）、DBFT（授权拜占庭容错算法）、POB（烧毁证明机制）等等共识算法，这些基本上都是在为了在区块链网络中形成更强大、被更多人所认可的共识。

所以，在区块链领域，成败在于共识，共识决定上层建筑，他将是yyds...

四，QITChain的数据解析：

（图片来源：白皮书的整理）

QTC全网每天产出为：75Q/3分钟X20X24=36000Q

QTC存储服务商每天收益：3.6万X80%=28800Q

QTC每年产出：36000X365天=1314万

QTC项目方每年释放：2100万/5年=420万

QTC每年共计流通的现货Q的数量=1314+420=1734万

根据QTC经济模型，QTC每年的的现货数量最多可以支撑的存储量为：1734万/5Q(质押540天每T所需要的数量)=346.8万T=3386p（1P=1024T）；

单从共识层面来看，QitChain每年的存储量如果超出3386P的情况下，二级市场则会出现一Q难求的囧状。

在达成第一阶段3386p目标的过程中，QITChain将不间断的做底层的更新与升级，在第700000区块高度的时候将迎来生态的大爆发...

查看更多

—-

编译者/作者：搜索实验室

玩币族申明：玩币族作为开放的资讯翻译/分享平台，所提供的所有资讯仅代表作者个人观点，与玩币族平台立场无关，且不构成任何投资理财建议。文章版权归原作者所有。