區(qū)塊鏈基礎(chǔ)【共識(shí)機(jī)制】

共識(shí)是什么?

共識(shí)就是共同的認(rèn)知熙兔,共同遵守的協(xié)議規(guī)范悲伶。共識(shí)在我們生活中無處不在。

比如:
我們平常買東西都用人民幣住涉,這是貨幣共識(shí)麸锉。

我們學(xué)英語要按照一定的語法來,不能憑空創(chuàng)造舆声,這是語言共識(shí)花沉。

幣乎的大V寫一篇文章收益數(shù)千,這是價(jià)值共識(shí)媳握。

我們開車要遵守交通規(guī)則碱屁,紅燈停綠燈行,這也是共識(shí)蛾找。

在區(qū)塊鏈中娩脾,由于沒有中心機(jī)構(gòu),所有的節(jié)點(diǎn)都可以記賬并有一份公共帳本打毛,那么大家如何達(dá)成共識(shí):哪一份才是公認(rèn)權(quán)威的總賬本呢柿赊?

一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有遵守規(guī)則,才能得到其他節(jié)點(diǎn)的認(rèn)同隘冲。節(jié)點(diǎn)要打包新的區(qū)塊闹瞧,并通過其他節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證之后才會(huì)加入到區(qū)塊鏈中,并在網(wǎng)絡(luò)上傳播展辞,才能獲取收益(系統(tǒng)獎(jiǎng)勵(lì)+手續(xù)費(fèi))。所以万牺,所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)自發(fā)遵守規(guī)則罗珍,以求利益最大化,這個(gè)規(guī)則就是區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制脚粟。

目前已經(jīng)出現(xiàn)了十余種共識(shí)機(jī)制算法覆旱,其中最為知名的有工作量證明機(jī)制(PoW)、權(quán)益證明機(jī)制(PoS)核无、股份授權(quán)證明機(jī)制(DPoS)等扣唱。


工作量證明機(jī)制PoW

以比特幣為例,各節(jié)點(diǎn)消耗自身算力,進(jìn)行指定的哈希計(jì)算噪沙,并不斷重復(fù)直至找到合適的隨機(jī)數(shù)炼彪,以獲得記賬權(quán),同時(shí)記錄數(shù)據(jù)正歼、驗(yàn)證辐马、維護(hù)區(qū)塊鏈的整體運(yùn)行及安全性。

這好比一群人做這樣一個(gè)游戲:有一堆裝滿財(cái)物的行李箱局义,誰都不知密碼喜爷,每輪游戲大家開一個(gè)行李箱,誰先打開行李箱萄唇,里面的財(cái)物就當(dāng)作獎(jiǎng)金歸其所有檩帐。這個(gè)行李箱的密碼需要一個(gè)一個(gè)地試,從「000」到「999」一一遍歷另萤,誰先試出密碼湃密,就向群里大吼一聲:我已經(jīng)試出密碼了,你們別費(fèi)功夫了仲墨,箱子里的東西歸我了勾缭。于是,所有人停止工作目养,這個(gè)人拿出財(cái)物俩由,做好記錄裝入這個(gè)行李箱中,按順序碼放在一邊癌蚁,接下來再開下一個(gè)未知密碼的行李箱幻梯。

要獲取獎(jiǎng)金,只有訓(xùn)練時(shí)間最長努释、工作最投入碘梢、速度最快的才有機(jī)會(huì),而且可能要求團(tuán)隊(duì)合作伐蒂,如10個(gè)人煞躬,每人試100個(gè)數(shù)字。

這樣一個(gè)獲取記賬權(quán)的過程逸邦,就稱為工作量證明恩沛。用CPU、GPU等去進(jìn)行哈希計(jì)算缕减,以求獲取收益雷客,被稱為挖礦。目前桥狡,個(gè)體挖礦收益幾乎為零搅裙,往往需要集中算力皱卓,形成一個(gè)礦池,才有更大的幾率獲得收益部逮。

這種共識(shí)機(jī)制最大的毛病在于消耗大量資源(算力和電力)娜汁,算力越來越集中,這也引起了社區(qū)的廣泛擔(dān)憂甥啄。

權(quán)益證明機(jī)制PoS

PoS是根據(jù)節(jié)點(diǎn)擁有代幣的多少以及代幣存在的天數(shù)來合成一個(gè)單位(幣天)存炮,它根據(jù)幣天的關(guān)系對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行哈希計(jì)算降低了難度。只要持有幣的節(jié)點(diǎn)蜈漓,都有可能取得記賬權(quán)穆桂,誰的幣天數(shù)越大誰擁有記賬權(quán)的概率就越大。

這好比游戲的規(guī)則變了融虽,游戲開始前發(fā)售游戲券享完,就像QQ游戲里的「歡樂豆」一樣,只有持有游戲券的人有额,才有資格參加游戲般又。擁有的游戲券越多,時(shí)間越長巍佑,就越容易在游戲中勝出茴迁,贏得獎(jiǎng)金。

和PoW相比萤衰,PoS避免了用礦池集中算力堕义,一定程度減少了數(shù)學(xué)運(yùn)算帶來的資源消耗,性能也得到了相應(yīng)的提升脆栋,但依然是基于哈希運(yùn)算競(jìng)爭(zhēng)獲取記賬權(quán)的方式倦卖,區(qū)塊產(chǎn)生權(quán)決定在少數(shù)持有代幣最多的節(jié)點(diǎn)手中。

股份授權(quán)證明機(jī)制DPoS

DPoS是基于POS衍生出的方案椿争,類似于董事會(huì)的投票機(jī)制怕膛。DPoS讓每個(gè)持幣節(jié)點(diǎn)可以將其投票權(quán)授予一個(gè)代表,獲票數(shù)最多的前100位代表按既定時(shí)間表輪流產(chǎn)生區(qū)塊秦踪。每名代表被分配到一個(gè)時(shí)間段產(chǎn)生區(qū)塊褐捻,通過獲取報(bào)酬的方式,提高共識(shí)效率椅邓。

這就好比之前的游戲規(guī)則進(jìn)一步升級(jí)舍扰,要求持有游戲券的選手們,將自己的投票權(quán)授予一名代表希坚,獲票數(shù)最多的前100位代表才有資格參加游戲,這樣就大幅縮減了游戲參賽人數(shù)陵且,游戲能在更短的時(shí)間內(nèi)結(jié)束裁僧,游戲選手獲取獎(jiǎng)金的效率更高个束。

DPoS可以理解成一種“委任挖礦”機(jī)制,大幅縮小參與驗(yàn)證和記賬節(jié)點(diǎn)的數(shù)量聊疲,可以達(dá)到秒級(jí)的共識(shí)驗(yàn)證茬底,但這樣做明顯犧牲了“去中心化”的概念,且依舊依賴于代幣持有获洲。

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