原文转载自海外知名科技媒体Hackernoon，Sperax团队编译

尽管全球经济正受到冠状病毒危机的严重影响，但作为位于硅谷的区块链公司，Sperax仍坚持致力于建立一种去中心化经济的可信基础设施，它将比传统经济模式具有更高的效率，灵活性和自治性。现在的世界比以往任何时候都更需要去中心化，来将每个人聚集在一起，共同协作并分享创造的价值。

我们认为，区块链技术是去中心化的关键，它将改变人们相互交流的方式以及资金的流动方式。我们希望利用强大的技术来推动进一步的落地应用，为开发者提供更多可能性并改善人们的生活。

Sperax采用分层的方法来解决问题。在基础架构层，我们开发了BDLS协议，它是一种新的共识模块，比其他拜占庭容错协议更安全，更高效。在此之上，我们引入了Sperax稳定币系统。它是公链生态系统中由法定货币支持的第一个原生稳定币。开发人员可以构建去中心化的应用程序，而无需教育用户有关加密货币的知识。

首先：Sperax通过原生稳定币和去中心化金融服务提供商在公链堆栈中提供一个金融服务层。

Sperax根据市场需求在生态系统中发行与法币锚定的稳定币。通过与受监管的金融服务提供商合作，Sperax可以为用户提供顺畅的法币出入金通道。

我们将为不同地区发行不同的稳定币。 Sperax不会直接与最终用户对接，而是与受监管的金融服务提供商和OTC平台合作，为通证提供流动性并支持跨境交易。

与基于以太坊发行的去中心化稳定币相比，Sperax原生稳定币对诸如协议风险之类的外部因素的依赖性较小。如果以太坊被用作稳定币系统的唯一抵押品，那么当以太坊被认为没有价值的时候，该系统的价值也将会崩溃。

在Sperax生态系统中，由于稳定币与法币储备锚定，因此始终可以保证稳定性。每次用户存入法币以换取稳定币时，都将收取稳定费，该费用将奖励给金融节点，并用于回购SPA代币。

Sperax金融基础设施中的金融节点充当不同地理区域中稳定币的发行者，同时也是法定货币储备的保管者。作为系统中的金融节点，需要牌照来处理法定存款以及支付设施。它还将充当Sperax网络中的节点合作伙伴，并参与共识过程。系统中的金融节点通过每次铸造稳定币时收取的稳定费来获利。为了检查它们在各自法定货币和现金等价物中的余额，对财务节点的审计也会定期进行。

有了金融领域合作伙伴来管理生态系统中稳定币的发行，金融服务也可以建立在Sperax BDLS之上。其目的是增强Sperax稳定币的货币功能，并鼓励用户更积极地参与使用通证。

价值存储和交换媒介都是稳定币的关键特征。为了实现这些目标，可以由去中心化的金融服务提供者来促进贷款、存款和交易的顺利进行，以实现价值在生态系统之外的转移。

在基础层，Sperax为基于权益证明（PoS）的区块链提供了BFT共识协议，该协议优先考虑安全性和活跃性。

区块链网络在物理网络上运行。由于网络模型直接决定节点之间的通信能力，也间接决定恶意节点活动的类型，因此这是考虑不同网络模型的一种方法。

在异步网络中拜占庭网络的节点比在同步网络中产生恶意行为的能力更强——尤其是，此类恶意节点能够丢弃消息或重新排序消息，以实现导致系统不一致的最终目标。

在这里，我们将讨论在恶意节点具有最大威力的情况下所面临的棘手挑战。

在基于PoS的共识协议中，根据是否满足特定条件来选择验证者以生成新块或对其进行投票。这些条件通常由网络上每个节点所控制的币决定。

确保公平选择节点非常重要，但这在实践中很难实现。这个问题可以归结为一个更易于识别的问题——在区块链上很难获得真正的随机性。

尽管诸如未来区块哈希，区块难度或时间戳之类的数量似乎是链上随机性的理想来源，但它们很容易受到矿工的操纵。区块链上的随机性应不受此类控制，但应保持不可预测性和去中心化的理想特性。

在绝对安全性方面，大多数主流BDLS协议应用基于gossip的广播协议，因此离在开放网络中的安全性还有很长的路要走。

这基于存在着可靠的对等通信通道，对于任何一对参与者都是可以选择的。此要求通常等效于仅在封闭环境中存在的完整网络拓扑要求。

最重要的是，在开放的网络中更现实的情况下这种假设是绝对无法成立的，在当今的区块链环境中，因特网通常很容易受到DoS攻击。 Sperax将利用在开放网络环境中取得的一些进步，并对其进行重塑以在区块链网络中达到类似的目的。

活跃性与安全性不同，但它在网络中很重要，因为它可以保证某些事情会发生，而不能保证该事情发生所需的时间。当我们考虑到活跃性能保证所有节点最终将在某个价值上达成共识并继续前进这一事实时，这就与共识机制相关联了。

但是，在实际的网络情况下，许多攻击都可能以恶意领导者可以向不同节点发送不同消息的形式发生。在这种情况下，当网络是部分同步时，几种区块链中广泛使用的BDLS协议可能会陷入死锁。

当网络重新获得同步时，也无法解决这个死锁问题，这意味着这些共识算法的活跃性不足以应对现实的网络环境。

为了减少这些安全上的不足，与Libra相似，Sperax协议以同步和异步阶段的方式处理此问题。我们的共识算法是由王永革教授撰写的。

王教授已发表了一百多篇经同行评审的科学论文，涉及密码学，伪随机性，容错计算，可靠的分布式计算和安全通信。最近，他实现了量子后密码学加密技术RLCE，该技术已被NIST纳入后量子密码学标准第一轮竞赛。他的论文讲述了他在设计针对各种区块链协议的攻击方面的经验。

RANDAO不仅具有从通用随机数生成器继承的不可预测性的特征，而且更易于访问且已证明是公平的。 RANDAO的协议采用了提交-披露过程来显示联合的随机数，该随机数是由给定时间范围内各个参与者提交的随机字符串生成的。用户通过RANDAO获得此共享随机数后，他/她便可以通过某种哈希函数生成自己的随机数。

RANDAO可能存在的一个缺点是，最后一个用户也许会影响RANDAO可能呈现的最终输出，因为一个人可以根据其他人透露的数字决定自己的号码。但是，阈值数字签名方案可以完美解决这个问题。

BLS是可用于与多个参与者生成随机数的阈值数字签名方案之一，目标是在可验证的公平性的前提下，以更有效的方式为用户提供随机数。更多信息，请参阅RANDAO白皮书。

在异步和同步网络之间，还存在部分同步网络的概念。在这些部分同步的网络中，本文举例说明了两种被广泛接受的主要类型的部分同步网络。

特别是在能真实代表因特网的II型网络中，拒绝服务（DoS）攻击是允许的，并且在GST之前不假定可靠的广播信道。此外，我们可以假设网络在良好同步周期和不良周期之间交替。

在设计Sperax BDLS时，我们采用了区块锁机制和区块自防机制，以确保针对此类潜在分叉的安全性。最重要的是，这里已经证明了Sperax BDLS协议的活跃性和安全性。

可扩展性是评估区块链系统的另一个角度。当今的所有项目都不遗余力地在向用户展示高性能。在PoS算法设计中，对有效共识的渴望也突显了多个通信过程的瓶颈。

评估有效共识的另一种方法是了解所传递消息的复杂性。尽管通常情况下，PoS共识的性能会随实施情况而变化，但也可以按O（n2）的顺序对其进行评估。

但是，就SperaxBDLS中的通信过程而言，只有两个单播和两个广播过程，消息复杂度为O（4n），这有助于线性共识效率的提高。

确定用户是潜在领导者还是成员的随机性是基于以下熵：用户在上一轮提交的随机字符串，通过随机信标协议输出的联合随机字符串（RANDAO + BLS签名方案） 。它可以确保生成联合随机字符串的公平性，并且任何t个被破坏的用户都无法控制联合随机字符串的输出——其中t是对手可以破坏的节点数的阈值。

在潜在领导者发布他/她先前提交的随机字符串之后，所有用户都可以验证该用户是潜在领导者还是成员。特定回合的每个潜在领导者都会收集他们到目前为止所看到的最大交易集，确认这些交易是有效交易，然后开始建立候选区块。

然后，该用户将消息传播到整个网络。由于可能有几个潜在的领导者，因此需要验证委员会来确定实际的领导者，并最终确定所选的区块。每个用户都以固定的次数被选入委员会，并且以某种概率选择了一部分在线用户作为验证者。然后，为了使每个用户将提议的块标记为该轮的最终块，每个用户检查该块是否已从1/3个在线验证者节点接收到签名。

经数学证明，Sperax BDLS可在安全性假设较少的异步环境中（例如在开放互联网上）为DoS攻击提供额外的安全保护。在2019年我们与投资者和合作伙伴（包括Outlier Ventures，FBG Capital，Newstyle Capital等）的聚会中，Sperax爱好者们也看到了这种潜力。

我们始终致力于围绕着Sperax给PoS社区以及更大的区块链生态系统所带来的好处进行有益的社区讨论。目前，Sperax项目已在中美建立了研发团队，进行协作开发，关键技术研究以及关键模块的仿真测试。我们也将持续在全球范围内举办线下活动，不久也许就会来到你的身边，快快关注我们未来的活动吧！