使用的是 utxo 模型
使用Randhound 在拜占庭集合中生产分布式的无偏差随机数。
Randhound是需要领导者的，所以需要再所有的节点中选举出一个领导者来主持 RandHound 算法。
问题是 如何选举领导者？ 这个问题后面解决
然后利用生成的随机数进行分片，这样保证分片的过程是无偏的。因为 ELASTICO中，是自己计算一个 pow的结果来定位分片，恶意节点可以丢弃一些对自己不利的结果，造成偏差。
ELASTIC 的不足
- 在每个shard比较小的时候,共识失败概率高，恶意节点数占 1、4，当每个shard有100个节点，公式失败的概率高达 2.76% (Cumulative binomial distribution (P =0.25, N = 100, X ≥ 34))
- 一些的矿工可以选择性的丢弃 pow 的结果造成分片结果的偏移
- 不能保障跨分片交易
- validator 频繁更换shard，导致需要存储全局性的状态。
OVERVIEW
- 每个节点有他的公钥私钥作为他的身份。
- 系统运行分为多个 epoch，每个epoch运行一段时间，比如一天，在一个epoch中进行多轮的共识。
- 设置 identity chain， 为了防御女巫攻击，可以使用一些女巫攻击的防御机制来限制身份提交到 identity chain
结构草图
通过可信随机信标将随机数 r n d e rnd_e rnde广播到整个 epoch中。
想要参与到epoch e中的validator，需要在 e-1 轮时注册到 identity chain中。
通过上一轮的随机数 r n d e − 1 rnd_{e-1} rnde−1 来选举下一个epoch的leader。leader 负责将身份区块添加到 identity chain中。
通过随机数 r n d e rnd_{e} rnde 来决定每个validator被分配到那个分片中。
在各个分片中运行 ByzCoin 共识
有几个问题;
- 如果使用随机信标 randomness beacon 产生随机数，会引入一个可信的第三方。但是这是不可靠的。如何在不信任任何一方的情况下进行？
- 在进行分片重新配置的过程中，对交易的共识完全停止了，因此会损失性能。
- 没有对跨分片交易的支持机制，
OmniLedger 的设计
使用RandHound 生成随机数
RandHound 算法需要一个leader来协调所有的交易，使用 vrf-based leader选举算法
每个validator 计算一个 ticket，并且高索所有的节点。从中选择一个最小的值作为leader。
t i c k e t i , e , v = V R F s k i ( " l e a d e r "‖ c o n f i g e ‖ v ) ticket_{i,e,v} = VRF_{ski}("leader" ‖ config_e ‖ v) ticketi,e,v=VRFski("leader"‖confige‖v)
如果运行失败，则忽略这个validator，view = v+1，并重新运行。
然后leader 运行 randhound广播随机数 r n d e rnd_e rnde 和证明，根据这个随机数计算一个排列并将所有的validator均匀的分配到各个桶中。这个随机数的生成过程是不收单个节点影响的。
如果恶意节点做leader，他只能将随机值藏起来，不广播出去，导致重新选择leader并重新生成随机数。但是这样连续进行 a次，重新生成a次随机数的概率为 ( f / n ) a (f/n)^a (f/n)a
validator 重分配同时能进行交易处理
omniledger 采用逐渐过渡的策略。
- 每次最多换出整个shard的1/3.
- 对于每个shard，通过一个随机种子 H ( j ∣ ∣ r n d e ) H(j || rnd_e) H(j∣∣rnde) 计算一个排列 π j , e \pi_{j,e} πj,e ，将分成许多的batch
- H ( 0 ∣ ∣ r n d e ) H(0|| rnd_e) H(0∣∣rnde) 来计算新加入epoch的节点的排列。
- 每个batch等待 Δ \Delta Δ 的时间，每个validator准备好时，就会选择加入新的shard
Atomix 处理跨片交易的原子性提交
面对跨片交易时，使用 lock-then-unlock 的方式。
但是，解锁是通过 client来驱动的。如果client 故障掉线了，没有人来驱动解锁过程。
所以系统中的一个节点来填充 client的位置，发出解锁交易。
ByzcoinX 进行片内共识
- 论文中提到了ByzCoinX，所谓是byzcoin的改善版本，两者的区别是，前者是一个三层的树，第一层也就是leader，第二层是一个片的group中的一个组长，第三层就是该片的其它成员。后者是一个层数为log（k）的树，可以是二叉树。
Parallelizing Block Commitments 。ByzcoinX每次直达包没有冲突的交易。
冲突的交易:
- txA txB 花费同一笔UTXO
- txA 的输出，是txB的输入，两笔交易有先后顺序。
情况1 txA txB 只能提交其中之一，避免双花
情况2 构建一个DAG 来确定他们的顺序。
使用state block
将上一个epoch的的状态进行总结，构建状态块，并作为下一个epoch的创世块。
相当于检查吊的思想。
为了能够提供交易的证明，上一个epoch 的区块暂时保留。
这样，在进行validator的重分配的时候，就不需要获取所有的区块，对于存储过程进行剪枝。
trust-but-verify transaction validation
validator 分成 opotimistic validator 和 core validator。
optimistic validator 用于验证较小的价值的交易，减少等待时间。
core validator 验证所有的交易。
optimistic validator 的规模较小，如果作恶会受到惩罚。
问题
- 关于如何加入 identity chain的过程，讲的不是很清楚？ 需要哪些节点来负责共识？
- 使用state block ，会不会降低安全性？无法追溯之前的交易
- 使用 RandHound的过程没讲。
- 关于 Byzcoin 我并不太熟悉。
- optimistic validator 被惩罚的时候，如何惩罚？
- 关于选举leader的过程，没有分析安全性。 如何保证leader被大家所知道，广播的话会造成 O(n2）的消息复杂度，是否可取？