历史证明 (Proof-of-History, 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) 协议的区块链利用加密技术在账本中创建可靠的交易和事件记录序列。这种方法解决了达成时间一致性的挑战，并允许每秒近乎瞬时地完成数千笔交易。 ^[1]

概述

历史证明 (PoH) 由 Solana 创始人 Anatoly Yakovenko 开发，是一种将时间本身融入区块链的方法，旨在减轻网络节点在处理区块时的负载。在传统区块链中，就区块被开采的时间达成共识与就该区块中的交易达成共识同样重要。这一点至关重要，因为时间戳告知网络（及任何观察者）交易是以特定顺序发生的。 ^[2]

PoH 机制主要用于 Solana 区块链网络，专为高扩展性和每秒处理数千笔交易的能力而设计。通过最小化维护区块链所需的存储和带宽，PoH 提高了 Solana 网络效率和速度，同时也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攻击的哈希函数。该函数接收两个输入——区块链的当前状态和一个随机种子——并产生一个唯一的、不可逆的输出，称为哈希值。这个哈希值充当了可验证的时间戳。 ^[3]

哈希链生成

Solana 通过将哈希函数迭代应用于前一个哈希的输出来创建哈希链。每一步代表一个“滴答”（tick），哈希操作的数量表示流逝的时间。这产生了一个连续的、可验证的时间记录，用于对交易进行排序。 ^[3]

交易记录

当进行交易时，它会随观察到的最新哈希值一起发送。验证者通过确保交易引用了当前 PoH 序列中的哈希值来确认其有效性和时间。这证明了交易发生在特定时刻。 ^[3]

共识

在 Solana 的案例中，带有 PoH 时间戳的交易随后使用基于权益证明 (PoS) 的共识算法 Tower BFT 进行处理。验证者质押 SOL（Solana 的代币）以参与其中，通过保护网络和验证交易赚取奖励。在 PoH 计时的帮助下，Tower BFT 能迅速达成共识，使 Solana 能够每秒处理数千笔交易。 ^[3]

可验证延迟函数 (VDF)

PoH 的核心组件是 VDF，它确保区块生产者必须经过它才能访问其区块生产插槽。Solana 在交易序列中附加了与先前生成状态相关的数据哈希，从而创建了可验证的时间戳，且无法重新创建数据或产生替代版本。 ^[3]

历史证明的现实应用

历史证明 (PoH) 是一种相对较新的共识机制，各家公司和网络正在探索其潜在应用。使用 PoH 的一个典型公司是 Solana，它将 PoH 作为其主要的共识机制，在保持安全性和去中心化的同时实现极高的交易速度。 ^[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过程，同时维护安全性和数据完整性。除了这些公司外，PoH 还被用于开发其他区块链项目，例如 Chainlink，这是一个为智能合约提供安全可靠数据源的去中心化预言机网络。 ^[3]

Filecoin（一个去中心化存储网络）和 Hashgraph 也是建立在 PoH 区块链之上的。 ^{[1] [3]}

历史证明的优点

• 可扩展性：通过将排序交易的任务卸载给验证者的本地时钟，PoH 实现了高交易吞吐量，潜在处理能力达每秒数千笔交易。
• 安全性：VDF 的使用使得篡改时间戳的计算成本极高，从而确保了历史记录的完整性。
• 效率：与工作量证明 (PoW) 相比，PoH 所需能量更少，因为它不涉及解决复杂的计算难题。 ^[2]

缺点

其局限性在于需要一个受信任的时间源才能运行，这意味着 PoH 机制生成的时间戳的安全性及可靠性仅取决于所使用的底层时间源。如果时间源遭到破坏或不准确，可能会损害整个 PoH 系统的安全性和完整性。 ^[3]

PoH 的另一个潜在缺点是它可能比其他共识机制（如权益证明 PoS）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，这可能是计算密集型的。这可能会限制基于 PoH 的网络的扩展性，并使区块链生态系统中的小型参与者较难接入。 ^[3]

人们可能对基于 PoH 的网络的中心化程度感到担忧。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。如果该实体被黑客攻击或腐败，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，小型参与者参与网络和验证交易可能会更加困难。这可能导致少数实体对网络拥有重大控制权的情况，从而破坏系统的去中心化和安全性，最终无法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) 是工作量证明 (PoW) 的一种形式，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源。参与历史证明的每个节点都需要广泛的计算资源，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]}