區(qū)塊鏈基礎(chǔ)【共識(shí)機(jī)制】

共識(shí)是什么辱揭?

共識(shí)就是共同的認(rèn)知离唐,共同遵守的協(xié)議規(guī)范。共識(shí)在我們生活中無(wú)處不在问窃。

比如:
我們平常買(mǎi)東西都用人民幣亥鬓,這是貨幣共識(shí)。

我們學(xué)英語(yǔ)要按照一定的語(yǔ)法來(lái)域庇,不能憑空創(chuàng)造嵌戈,這是語(yǔ)言共識(shí)。

幣乎的大V寫(xiě)一篇文章收益數(shù)千听皿,這是價(jià)值共識(shí)熟呛。

我們開(kāi)車(chē)要遵守交通規(guī)則,紅燈停綠燈行尉姨,這也是共識(shí)庵朝。

在區(qū)塊鏈中,由于沒(méi)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九府,那么大家如何達(dá)成共識(shí):哪一份才是公認(rèn)權(quán)威的總賬本呢椎瘟?

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)同昔逗。節(jié)點(diǎn)要打包新的區(qū)塊降传,并通過(guò)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)上傳播勾怒,才能獲取收益(系統(tǒng)獎(jiǎng)勵(lì)+手續(xù)費(fèi))婆排。所以,所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)自發(fā)遵守規(guī)則笔链,以求利益最大化段只,這個(gè)規(guī)則就是區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制。

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


工作量證明機(jī)制PoW

以比特幣為例炕婶,各節(jié)點(diǎn)消耗自身算力,進(jìn)行指定的哈希計(jì)算莱预,并不斷重復(fù)直至找到合適的隨機(jī)數(shù)柠掂,以獲得記賬權(quán),同時(shí)記錄數(shù)據(jù)依沮、驗(yàn)證涯贞、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(mǎn)財(cái)物的行李箱危喉,誰(shuí)都不知密碼宋渔,每輪游戲大家開(kāi)一個(gè)行李箱,誰(shuí)先打開(kāi)行李箱辜限,里面的財(cái)物就當(dāng)作獎(jiǎng)金歸其所有皇拣。這個(gè)行李箱的密碼需要一個(gè)一個(gè)地試,從「000」到「999」一一遍歷薄嫡,誰(shuí)先試出密碼氧急,就向群里大吼一聲:我已經(jīng)試出密碼了,你們別費(fèi)功夫了岂座,箱子里的東西歸我了态蒂。于是杭措,所有人停止工作费什,這個(gè)人拿出財(cái)物,做好記錄裝入這個(gè)行李箱中,按順序碼放在一邊鸳址,接下來(lái)再開(kāi)下一個(gè)未知密碼的行李箱瘩蚪。

要獲取獎(jiǎng)金,只有訓(xùn)練時(shí)間最長(zhǎng)稿黍、工作最投入疹瘦、速度最快的才有機(jī)會(huì),而且可能要求團(tuán)隊(duì)合作巡球,如10個(gè)人言沐,每人試100個(gè)數(shù)字。

這樣一個(gè)獲取記賬權(quán)的過(guò)程酣栈,就稱(chēng)為工作量證明险胰。用CPU、GPU等去進(jìn)行哈希計(jì)算矿筝,以求獲取收益起便,被稱(chēng)為挖礦。目前窖维,個(gè)體挖礦收益幾乎為零榆综,往往需要集中算力,形成一個(gè)礦池铸史,才有更大的幾率獲得收益鼻疮。

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),算力越來(lái)越集中沛贪,這也引起了社區(qū)的廣泛擔(dān)憂陋守。

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(lái)合成一個(gè)單位(幣天),它根據(jù)幣天的關(guān)系對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行哈希計(jì)算降低了難度利赋。只要持有幣的節(jié)點(diǎn)水评,都有可能取得記賬權(quán),誰(shuí)的幣天數(shù)越大誰(shuí)擁有記賬權(quán)的概率就越大媚送。

這好比游戲的規(guī)則變了中燥,游戲開(kāi)始前發(fā)售游戲券,就像QQ游戲里的「歡樂(lè)豆」一樣塘偎,只有持有游戲券的人疗涉,才有資格參加游戲。擁有的游戲券越多吟秩,時(shí)間越長(zhǎng)咱扣,就越容易在游戲中勝出,贏得獎(jiǎng)金涵防。

和PoW相比闹伪,PoS避免了用礦池集中算力,一定程度減少了數(shù)學(xué)運(yùn)算帶來(lái)的資源消耗,性能也得到了相應(yīng)的提升偏瓤,但依然是基于哈希運(yùn)算競(jìng)爭(zhēng)獲取記賬權(quán)的方式杀怠,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衍生出的方案厅克,類(lèi)似于董事會(huì)的投票機(jī)制赔退。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)塊证舟。每名代表被分配到一個(gè)時(shí)間段產(chǎn)生區(qū)塊硕旗,通過(guò)獲取報(bào)酬的方式,提高共識(shí)效率女责。

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

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)量吱肌,可以達(dá)到秒級(jí)的共識(shí)驗(yàn)證痘拆,但這樣做明顯犧牲了“去中心化”的概念,且依舊依賴(lài)于代幣持有氮墨。

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