区块链与石墨烯技术（DPOS）

石墨烯技术是DPOS的共识机制。

下面以EOS为例详细阐述石墨烯技术的原理、优势及劣势。

EOS的最大的创新之处在于其应用了石墨烯技术。石墨烯技术具体是指EOS调整了支撑BTC和ETH的工作量证明（POW）的共识机制，而采用DPOS（DelegatedProof Of Stake, 股份授权证明机制）的共识机制。

DPos共识机制

在POW模式下，所有节点都有机会赢得记账权，节点间是通过相互竞争，谁先破解出答案，就可以获得记账权。获得记账权的概率与节点的算力成正比。

而DPOS的模式，是改为由所有该链的token的持有者，选举出一定数量的节点，然后由这些节点协作，轮流进行记账。

在EOS的DPOS模式下，所有EOS token的持有者，可以根据其持有的EOS的数量1：1获得选票，投票选出21个区块生产者（见证人）。然后由这21个区块生产者，相互协作，按照一定的顺序，轮流进行记账。出块间隔为3秒一个大区块。此外，这21个区块生产者，不仅记账，还需要提供EOS全链所需要的计算和网络资源（包括CPU、内存、存储容量等等）。

如果其中某个区块因为断网等原因暂停了出块，那么会发生跳块，下一个记账节点仍会跟上继续记账。这样的机制保障了哪怕最后只有一个节点在工作，整个系统仍然可以工作下去，然后继续选择新的节点从而保证运行稳定。

如果在过程中产生了分叉，DPOS仍然采用的是最长链原则，并且约定每个节点不能同时在两个链上出块（否则节点将被判定为违规，且失去资格），这使得当产生分叉之后，最多过一半见证人节点总数的高度之后（在EOS里是11个区块高度），就只会保留一条链了。

另外，DPOS下还有不可逆原则，一旦某个区块后面跟随了超过2/3总见证人数量的区块，则该区块进入不可逆状态，等于确认了该区块是主链中的区块的地位，之后再也不可回滚回该区块之前的区块进行分成，否则视为违规。因为每个节点最多同时参与一条链，所以只可能同一个高度的区块只可能存在一个不可逆的区块，这更加保证了区块的安全性，防止恶意攻击及恶性分叉。一般来说，在21个区块产生节点的模型里，15个区块（15/21>2/3）进入不可逆状态的时间（即交易100%安全）为45秒。

因此，DPOS的优势在于：

    解决了POW模式下，消耗大量电能的问题。

节点由竞争改为协作，并且只有21个节点，更加容易迅速的达成共识，有利于提升主链的性能（TPS）。

不会产生硬分叉，因为节点也会遵循最长链原则，并且每个节点不能同时参与两条链。所以，当产生分叉之后，最多过一半见证人节点总数的高度之后（在EOS里是11个区块高度），就只会保留一条链了。每次系统大升级也不会导致硬分叉，只需要让所有见证人节点同时升级即可。

安全性更强，要控制超过2/3的节点才能够将错误的区块定为不可逆状态。

确认速度非常快

但是DPOS的问题在于，实质上，DPOS并不是去中心化的，而是弱中心化的。并且，随着这些见证人节点存在的时间的推移，由于参与记账的奖励，会使得中心化程度越来越高。这对整个社群可能是潜在的风险。根据以往基于DPOS模式的项目，例如BitShares和Steemit来看，确实最终的中心化程度非常高，有一段时间绝大部分的见证人实际上是BM自己或受BM控制的节点。

再做一个衍生，EOS在基础的石墨烯技术上还做了提升，并不仅仅是DPOS共识，而是升级为DPOS+BFT的共识机制。

BFT（拜占庭容错机制）及不可逆状态

此外，为了实现秒级确认的性能，在前述DPOS此基础上，EOS还做了一些改进。

EOS为了提高区块确认的速度，还提出了小区块的概念，并且加入了拜占庭容错机制（BFT）和不可逆状态。

EOS每3秒出一个大块，而目前EOS团队又提出一个方案，将3秒的区块继续分割成间隔为0.5秒的若干小块，这些小块之间不切换记账权。每一个小块一出来之后，就会马上广播。这样的设计可以使得区块更加快速得到确认的同时，尽可能减少因为网络延迟而产生的分叉影响。

此外，EOS还引入了BFT的机制：每当一个小区块在区块链网络内被广播时，其余节点将会立即对这个区块进行确认。经过2/3节点确认的区块将会进入不可逆状态。在这个共识机制下，安全确认的时间为0.5s（区块间隔）+0.3s（区块传播延时）<1s，从而到了秒级的确认性能。此外，如果将小块的出块间隔继续分割，理论上确认所需要的时间，会约等于区块传播的网络延时，甚至可以小于0.5秒。

此外，恶意攻击，除非控制了超过2/3的节点，否则无法恶意区块进入不可逆状态。这里特意提一下，如果恶意节点控制了超过1/2但小于2/3的节点，由于恶意区块不会进入不可逆状态，这样可以留给其它观察者节点和见证人节点足够的时间，将恶意节点投票出局。因此，这种模式也极大的提升了安全性。

石墨烯是区块链工具组，由比特股团队cryptonomex开发，采用C++编写，丹尼尔•拉里默（Dan Larimer）是 Cryptonomex 的创始人。并发能力比较强，基于石墨烯底层的BTS和STEEM却可以达到1.5S的平均确认速度和有限条件下实测3300TPS的数据吞吐量，EOS通过并行链的方式，最高可以达到数百万TPS，并且并行本地链甚至可以达到毫秒级的确认速度。与大多数数字货币类似，Graphene (石墨烯) 使用区块链来记录参与者的转账信息及市场行为。由于每个区块总是指向前一个区块，因此一个区块链条包含了所有在网络上发生的交易信息。区块链是一个公开的、可审计的账簿，每个人都能够查看详细数据，并验证交易、市场订单和买卖盘数据。Graphene (石墨烯) 旨在实现一种区块链技术或协议。当其与具体的区块链整合后，如Gamechain System，其本身逐渐进化为一种生态系统。目前来说，使用石墨烯技术的区块链应用还不是很多，最近看到GCS游戏链，介绍是是全球游戏产业第一公链，游戏界的EOS，拥有石墨烯2.0技术，挺快的，想了解的可以去看看

作者：区块链朋克

链接：https://www.zhihu.com/question/66199007/answer/347746453

来源：知乎

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