Proof of History (PoH)
历史证明 (PoH) 是一种共识机制，它使用加密算法来验证区块链网络中时间的流逝。采用历史证明 (PoH) 协议的区块链采用加密技术来创建记录在账本中的可靠的交易和事件序列。这种方法解决了实现时间一致性的挑战，并允许几乎瞬间完成每秒数千笔交易。[1]
概述
历史证明 (PoH) 由 Solana 的创始人 Anatoly Yakovenko 开发，是一种将时间本身纳入区块链的方法，旨在减少网络节点在处理区块时的负载。在传统的区块链中，就区块挖矿的时间达成共识与就该区块中的交易达成共识同样重要。这一点很重要，因为时间戳会通知网络（以及任何观察者）交易以特定顺序发生。[2]
PoH 机制主要用于 Solana 区块链网络，该网络专为高可扩展性和每秒处理数千笔交易的能力而设计。通过最大限度地减少维护区块链所需的存储和带宽，PoH 提高了 Solana 网络的效率和速度，同时还提供了安全且可验证的交易记录。[3]
技术
加密时间戳
历史证明 (PoH) 的核心是加密时间戳，它采用顺序且抗原像的哈希函数。此函数采用两个输入——区块链的当前状态和一个随机种子——并生成一个唯一的、不可逆的输出，称为哈希。此哈希充当可验证的时间戳。[3]
哈希链生成
Solana 通过将哈希函数迭代地应用于先前哈希的输出来创建哈希链。每个步骤代表一个刻度，哈希操作的数量表示经过的时间。这会生成一个连续的、可验证的时间记录，用于对交易进行排序。[3]
交易记录
进行交易时，会随观察到的最新哈希一起发送。验证者通过确保它引用当前 PoH 序列中的哈希来确认其有效性和时间。这证明交易发生在特定时刻。[3]
共识
然后，使用基于 权益证明 (PoS) 的共识算法 Tower BFT 在 Solana 的案例中处理带有 PoH 时间戳的交易。验证者质押 SOL（Solana 的代币）来参与，从而获得保护网络和验证交易的奖励。在 PoH 的时间记录的帮助下，Tower BFT 快速达成共识，从而使 Solana 能够每秒处理数千笔交易。[3]
可验证延迟函数 (VDF)
PoH 的一个核心组件是 VDF，它确保区块生产者通过它来访问他们的区块生产槽。 Solana 将与交易序列中先前生成的状态相关的数据的哈希附加到交易序列中，从而创建可验证的时间戳，而无需重新创建数据或替代版本。[3]
历史证明的实际应用
历史证明 (PoH) 是一种相对较新的共识机制，各种公司和网络都在探索其潜在应用。使用 PoH 的一个公司示例是 Solana，它使用 PoH 作为其主要共识机制，以实现高交易速度，同时保持安全性和去中心化。[1]
Arweave 是一家去中心化存储网络公司，它使用 PoH 来改进其存储和检索流程，同时保持安全性和数据完整性。除了这些公司之外，PoH 还被用于开发其他区块链项目，例如 Chainlink，这是一个去中心化 Oracle 网络，可为 智能合约 提供安全可靠的数据馈送。[3]
历史证明的优势
- 可扩展性：通过将交易排序的任务卸载到验证者的本地时钟，PoH 能够实现高交易吞吐量，有可能每秒处理数千笔交易。
- 安全性：VDF 的使用使得篡改时间戳的计算成本很高，从而确保了历史记录的完整性。
- 效率：与 PoW 相比，PoH 需要更少的能量，因为它不涉及解决复杂的计算难题。[2]
缺点
它需要受信任的时间源才能运行的限制意味着 PoH 机制生成的时间戳的安全性仅与用于生成它们的基础时间源一样安全可靠。如果时间源受到威胁或不准确，则可能会破坏整个 PoH 系统的安全性和完整性。[3]
PoH 的另一个潜在缺点是，与其他共识机制（例如权益证明 (PoS)）相比，它可能需要更多的计算资源。这是因为 PoH 涉及生成和验证大量数据，这在计算上可能非常密集。这可能会限制基于 PoH 的网络的可扩展性，并使其对区块链生态系统中的较小参与者不太容易访问。[3]
人们可能会担心基于 PoH 的网络的中心化。该系统依赖于一个受信任的实体来验证数据并将其传递给网络中的其他实体。如果此实体被黑客入侵或损坏，则网络的完整性可能会受到威胁。[1]
此外，由于 PoH 需要受信任的时间源，因此较小的参与者可能更难参与网络并验证交易。这可能会导致少数实体对网络拥有重大控制权的情况，这可能会破坏系统的去中心化和安全性。因此，未能提供所需的去中心化生态系统。[1]
另一个挑战是，历史证明 (PoH) 是一种工作量证明 (PoW) 形式，需要大量的计算能力才能有效运行。为了确保 PoH 的成功，需要大量的处理能力和能量。参与历史证明的每个节点都需要大量的计算资源，这限制了可以部署的节点数量。这种限制可能会使小型企业难以采用该平台。[1] [3]