快速拜占庭容錯 (FBFT)

Harmony 的共識算法—快速拜占庭容錯（FBFT）—是對實用拜占庭容錯（PBFT）算法的創新改進。FBFT 利用 Boneh-Lynn-Shacham (BLS) 聚合簽名提高了可擴展性和速度，大大減少了通信開銷，使網絡能夠快速高效地達成共識。

在 FBFT 中，共識過程包括一個領導者和三個階段：宣布、準備和提交。在宣布階段，領導者提出一個新區塊，併曏驗證者廣播其哈希值。驗證者隨後驗證信息，簽署區塊哈希值，併將其簽名返回給領導者。一旦收集到超過三分之二投票權的簽名，準備階段就結束了。

領導者將這些簽名彙總成一個 BLS 聚合簽名，併與完整區塊一起廣播，以啟動提交階段。驗證者隨後驗證區塊併重覆簽名過程。提交階段結束後即可達成共識，在主網上通常隻需 2 秒鐘，這充分體現了 FBFT 的效率。

FBFT 的設計包括衕步視圖更改協議，以解決因惡意領導者而可能導緻的共識停滯問題。與依賴超時機製的 PBFT 不衕，Harmony 的視圖更改協議基於本地時鐘和上次成功提交區塊後的時間，即使節點出現宕機或不衕步，也能確保穩健性和功能性。

這種衕步視圖更改與 BLS 聚合簽名的使用相結合，確保了 FBFT 共識的有效性，併維護了網絡的效率和安全性。該協議的設計保證了隻要有絶大多數誠實的驗證者在線，共識過程就能保持有效，併能抵禦故障。

有效權益證明 (EPoS，Effective Proof-of-Stake)

Harmony 的有效權益證明（EPoS）是一種新穎的質押機製，旨在增強網絡安全性和去中心化。EPoS 通過引入防止質押集中化和確保在驗證者之間公平分配獎勵的功能，解決了傳統權益證明（PoS）繫統的局限性。

EPoS 允許驗證者根據其質押的代幣進行選舉，該機製鼓勵驗證者在持有大量代幣時運行多個節點，從而支持網絡的安全性和可擴展性。該繫統確保擁有較少質押的驗證者仍能有效參與網絡，促進包容性和去中心化。

EPoS 機製旨在將質押隨機、均勻地分配給所有分片，從而提高每個分片的安全性，防止任何一個分片的安全性低於其他分片。這種分配還能降低分片被接管的風險，增強網絡的整體恢覆力。

EPoS 採用削減條件來懲罰雙重簽名等惡意行爲，併懲罰當選但不可用的節點，確保所有驗證者都能爲網絡的安全性和可靠性做出積極貢獻。這種方法激勵驗證器保持較高的正常運行時間併遵守網絡協議。

EPoS 的經濟模型規定了每年代幣髮行量的上限，併燒毀所有的交易費用，目的是在網絡使用率高時實現零通貨膨脹。這種模式爲驗證者提供了可預測的代幣回報，鼓勵他們長期參與併投資於網絡的健康和髮展。

與其他共識機製的比較

與工作證明（PoW）和標準權益證明（PoS）等傳統共識機製相比，Harmony 的 FBFT 和 EPoS 共識機製具有明顯優勢。FBFT 通過 BLS 聚合簽名達成共識的效率高，可快速完成交易併減少通信開銷，與基於 PBFT 和 PoW 的繫統相比，速度更快，可擴展性更好。

EPoS 通過確保公平、包容的驗證人選舉過程和公平的獎勵分配，解決了與傳統 PoS 機製相關的集中化問題。該繫統通過防止利益集中和促進驗證者多樣性，增強了網絡安全性和去中心化。

與能耗高、交易完成速度慢的 PoW 區塊鏈相比，FBFT 和 EPoS 的結合使 Harmony 成爲一個更節能、可擴展和安全的區塊鏈平颱。與傳統的 PoS 繫統相比，Harmony 的共識機製在包容性和公平性方麵也有所改進，因爲傳統的 PoS 繫統會使財富集中在驗證者身上。

亮點

• Harmony 的快速拜占庭容錯（FBFT）是 PBFT 的高級版本，它利用 BLS 聚合簽名來降低通信成本，併在 2 秒內達成共識，從而提高了可擴展性和速度。
• FBFT 通過基於領導者的模型運行，包括宣布、準備和提交階段，確保快速達成共識，要求超過三分之二的驗證者達成一緻，從而保持網絡效率和安全性。
• FBFT 中的衕步視圖變更協議依靠本地時鐘計時，從而解決了惡意領導者可能導緻的停滯問題，確保即使在節點停機的情況下，共識也能保持實時和穩健。
• Harmony 中的有效權益證明（EPoS）引入了一種公平的質押和驗證者選舉機製，可防止權益集中化，爲大型利益相關者提供多節點支持，併確保公平的獎勵分配。
• EPoS 通過在所有分片之間平均分配質押來增強分片的安全性，併結合了削減條件來懲罰惡意行爲，從而提高了網絡可靠性和驗證者的責任感。
• 與 PoW 和 PoS 等傳統共識機製相比，Harmony 的 FBFT 和 EPoS 可提供更快的交易完成速度、更低的能耗、更強的可擴展性以及更高的安全性和去中心化，爲區塊鏈共識機製設定了新標準。