Ripple共识算法的工作流程介绍

Ripple 是什么？

1.Ripple 的网络结构

Ripple（瑞波）是一种基于互联网的开源支付协议，可以实现去中心化的货币兑换、支付与清算功能。在 Ripple 的网络中，交易由客户端（应用）发起，经过追踪节点（tracking node）或验证节点（validatingnode）把交易广播到整个网络中。追踪节点的主要功能是分发交易信息以及响应客户端的账本请求。验证节点除包含追踪节点的所有功能外，还能够通过共识协议，在账本中增加新的账本实例数据。

2.Ripple 共识算法

Ripple 的共识达成发生在验证节点之间，每个验证节点都预先配置了一份可信任节点名单，每个验证节点都预先配置了一份可信任节点名单，称为 UNL（Unique Node List）。在名单上的节点可对交易达成进行投票。每隔几秒，Ripple 网络将进行如下共识过程：

1）每个验证节点会不断收到从网络发送过来的交易，通过与本地账本数据验证后，不合法的交易直接丢弃，合法的交易将汇总成交易候选集（candidate set）。交易候选集里面还包括之前共识过程无法确认而遗留下来的交易。

2）每个验证节点把自己的交易候选集作为提案发送给其他验证节点。

3）验证节点在收到其他节点发来的提案后，如果不是来自 UNL上的节点，则忽略该提案；如果是来自 UNL 上的节点，就会对比提案中的交易和本地的交易候选 候选集，如果有相同的交易，该交易就获得一票。在一定时间内，当交易获得超过 50%的票数时，则该交易进入下一轮。没有超过 50%的交易，将留待下一次共识过程去确认。

4）验证节点把超过 50%票数的交易作为提案发给其他节点，同时提高所需票数的阈值到 60%，重复步骤 3）步骤 4），直到阈值达到 80%。

5）验证节点把经过 80%UNL 节点确认的交易正式写入本地的账本数据中，称为最后关闭账本（Last Closed Ledger），即账本最后（最新）的状态。

图1

图2

上图是共识算法流程，我们 SCRY 的 Using AuthenTIcaTIon in CertificaTIon agreement Based Swarm Intelligence 集群智能认证，群体认证数据签名也是基于 Ripple 变种。

在 Ripple 的共识算法中，参与投票节点的身份是事先知道的，因此，算法的效率比 PoW 等匿名共识算法要高效，交易的确认时间只需几秒钟。当然，这点也决定了该共识算法只适合于权限链（Permissioned chain）的场景。Ripple 共识算法的拜占庭容错（BFT）能力为（n-1）/5，即可以容忍整个网络中 20%的节点出现拜占庭错误而不影响正确的共识。