VMware开源区块链项目Concord：提供更强大的可扩展性和网络吞吐能力

Concord 项目是一套具备高度可扩展性的节能引擎，可用于构建去中心化信任基础设施、实现数字共识与合约执行。该项目采用可扩展的拜占庭容错（简称 BFT）技术，这与目前大多数区块链采用的资源密集型工作证明机制有所不同。作为 Hyperledger 基金会的创始成员之一，VMware 公司目前正积极参与众多区块链开源项目，包括 Hyperledger Cello 与 Hyperledger Fabric 等。VMware 方面一直持续对各类开源项目进行投资、贡献与创建，而此次发布的开源 Concord 项目亦是虚拟巨头对开源社区做出的长期贡献承诺的组成部分。

分布式分类账与区块链技术承诺通过金融、医疗卫生以及航运等领域的实际应用简化资产交易流程。然而，目前的实现方案往往缺乏理想的安全性与可审计性、扩展能力有限且会带来巨大的 IT 资源成本。这些挑战已经成为区块链采用方面的重大障碍，并导致企业很难在转向物联网、人工智能、机器学习以及加密货币等下一代技术方向时将区块链作为转型战略中的关键组成部分。

典型的 BFT 系统要求各节点之间进行大量通信，因此其扩展能力长期受到制约。Concord 项目通过简化节点之间的通信机制解决了这个难题，能够在提高整体网络吞吐量的同时实现高度可扩展性。由 Concord 项目支持的区块链能够以更高资源利用效率、安全性以及高吞吐量方式建立业务环境。

Concord 项目承诺帮助企业在由试点转向生产的过程中持续提供必要的可扩展性与安全性保障，同时允许企业根据实际需要自由增强区块链技术。Concord 项目将作为分布式信任基础设施的根基，其中拜占庭容错机制通过假设存在恶意节点并加以处理的方式增强区块链的安全性与可信性。为了鼓励客户、合作伙伴以及整体社区对其进行广泛的测试与反馈，Concord 项目以开源的面貌示人。开源形式，意味着开发人员能够直接为该项目做出贡献，从而协助提高该产品的互操作性、安全性与功能丰富性。

凭借着 20 年的分布式管理与安全创新积累，VMware 公司为分布式信任基础设施（包括区块链）带来了独特的专业知识与见解支持。Concord 项目最初只是 VMware 公司的一个内部研究项目，我们很高兴看到它成为不断增长的区块链开源社区中的组成部分。

而在 VMware 的博客上，他们发表了声明，更详细的解释了 Concord 项目，我们将原文翻译如下：

经过两年多的内部开发，我们今天兴奋地向大家公布 Concord 项目——一套开源分布式信任基础设施。我们很高兴能够加入强大且蓬勃发展的区块链开源社区，与志同道合的朋友们共同深化并拓展我们所专注的、构建起真正实现信任去中心化的区块链发展愿景。

区块链技术解决了中心沦信任范式的固有弊端。在中心化信任环境当中，需要由单一实体或代理充当独立验证或控制点。该代理将负面因素（额外的成本或时间）引入交易当中，并可能成为潜在的瓶颈或单点故障 / 安全攻击点。相比之下，去中心化信任基础设施则对信任进行“虚拟化”，并将其分发给各参与实体（节点）以消除权限集中问题。依赖于去中心化信任基础设施的区块链通常属于许可型区块链——即仅邀请已知实体（代理或节点）参与其中。

区块链形成一套完整且连续的“分类账”，并将其复制并存储在多台独立计算机（节点）之上。每个节点皆遵循相同的指令（协议），而这些指令负责指示各台计算机如何将新交易更新至共享分类账当中以及如何确定这些更新是否有效。目前大多数区块链领先资源密集型“工作证明 / 权益证明”机制实现交易验证。但在去中心化基于信任型基础设施当中，我们则使用共识协议进行交易验证。

在共识协议系统当中，所有各方（节点）必须就当前提交的交易达成协议。如果缺乏快速、单一且统一的结果，则系统将其视为验证失败。因此，一套有效的系统必须能够同时为用户提供“活跃性”（及时交易的能力）与“安全性”（保护用户免受故障及伪造行为影响的能力）。而这正是共识协议，特别是拜占庭容错机制的长项所在。

当发生简单故障时——无论源自节点故障还是交易被拒绝，系统都必须拥有相应的解决机制且能够就解决办法达成共识。当发生拜占庭故障时（即对不同观察者呈现出不同表现的任何故障），则需要进行特殊处理。无论发生哪种情况，如果系统无法解决这些故障并确保安全达成共识，则交易失败且环境崩溃。

Concord 项目利用拜占庭容错共识协议构建起一套能够切实起效的分布式信任系统：其既“安全”又“活跃”。Concord 是一套通用型状态机复制库，能够处理各类恶意（拜占庭）副本。

虽然拜占庭容错（简称 BFT）技术及其应用目前已经比较成熟，但基于拜占庭容错机制的系统往往需要在节点之间进行大量通信，因此往往难以实现大规模扩展。Concord 项目通过简化节点之间的通信机制解决了这个难题，能够在提高整体网络吞吐量的同时实现高度可扩展性。

Concord 项目的拜占庭容错引擎主要通过以下三大核心改进实现可扩展性提升：

1. 采用一种线性通信共识协议——相比之下，其它大部分拜占庭容错共识协议（包括 PBFT）需要进行二次通信。

2. 利用乐观预判提供常见快速路径执行方式（例如 Zyzzyva 以及正确的视图变更协议）。

3. 使用现代加密算法（BLS 阈值签名）。

关于拜占庭容错共识协议的更多细节信息，请参阅最近由多位研究人员共同发表的论文《SBFT：区块链的可扩展去中心化信任基础设施》（https://arxiv.org/pdf/1804.01626.pdf）。VMware 公司的 Guy Golan Gueta、Ittai Abraham 以及 Dahlia Malkhi 亦参与了论文撰写。在此前的测试当中，Concord 项目的引擎成功支撑起一套 200 节点环境，这一规模远远超过目前常规的四到八节点系统。

Concord 项目之所以能够实现，源自多年以来研究人员对于拜占庭容错复制、密码学以及分布式计算等课题的不懈钻研。此外，加密货币掀起的浪潮，特别是比特币与以太坊，亦极大推动了我们对这一新兴去中心化信任实现领域的理解。Concord 项目旨在作为可复制分布式数据存储方案的核心构建块，能够为企业客户建立起具备高度可扩展性的许可型区块链系统。

在接下来的几个月当中，我们计划为 Concord 项目添加更多功能组件 ; 特别是用于执行基于以太坊虚拟机（简称 EVM）的智能合约通用键值接口与执行引擎。关于 EVM 以及智能合约的更多细节信息，请参阅 https://en.wikipedia.org/wiki/Ethereum 或下载以太坊黄皮书。我们欢迎社区参与 Concord 项目贡献并提供反馈。在下一篇文章中，我们将具体探讨 Concord 项目所使用的 BFT 算法中的一系列技术特性，以及其为何能够实现如此强大的可扩展性。

项目地址：https://vmware.github.io/concord-bft/

参考链接：

https://octo.vmware.com/vmware-creates-open-source-project-concord-for-secure-scalable-blockchain/

https://blogs.vmware.com/opensource/2018/08/28/meet-project-concord/

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