互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)構建其信用需要周期的時間極長砂吞，比如淘寶建立信用往往需要數(shù)年時間铛铁，而一旦支付寶完成了信用的構建隔显，就行成了天然的壟斷。在區(qū)塊鏈里饵逐，大家信任的是代碼括眠、算法和規(guī)則，所以信任成本降到極低倍权。經(jīng)由支付寶平臺處理的往來現(xiàn)金流的安全完全取決于這個平臺的公信力。但凡這個中心出現(xiàn)一點問題，如數(shù)據(jù)被篡改召庞、被損壞破镰，整個經(jīng)濟系統(tǒng)就會面臨危機乃至崩潰。
與中心化的公司不同默辨，區(qū)塊鏈是去中心化的德频，在一個去中心如何解決交易信息真實性問題？如何來在不同的節(jié)點來達成共識廓奕？這個就是區(qū)塊鏈的核心抱婉，比特幣中本聰選取了一個最簡單的方式——共同見證。所有的交易信息都會被放到一個公開賬本上桌粉，并經(jīng)過51%以上的節(jié)點去見證蒸绩。不同的區(qū)塊鏈去實現(xiàn)共識機制的方法是不一樣的，去基于DAG的區(qū)塊鏈铃肯，需要確認主鏈形成共識患亿，各種預測市場，需要繼續(xù)各自共識機制來實現(xiàn)對預測的評判。
共識機制的核心是區(qū)塊的構建和檢驗步藕，POW系統(tǒng)構建區(qū)塊的過程一般稱為“挖礦”（mine）惦界，POS 系統(tǒng)PPC的區(qū)塊構建方式一般稱為“鑄造”（mint），而NXT的區(qū)塊構建方式一般稱為“鍛造”(forge)咙冗。
共識機制在以前一般被稱為證明方式（Proof）沾歪，因為比特幣采用工作量證明（即Proof-Of-Work，簡寫為POW）雾消。隨著大家對分布式賬本一致性問題的不斷探索灾搏，很多方法被提出來，尤其近期有很多區(qū)塊鏈項目回歸了對傳統(tǒng)BFT算法的改進立润，在思路上已經(jīng)跳出了“證明”的語義狂窑，因此進一步高度概括為共識機制。我記得第一次碰到工作量證明這一概念時感到很費解桑腮，對這種表述方式很頭疼泉哈，掌握了POW機理后才真正明白，通俗講就是“通過工作以獲得指定成果破讨，用成果來證明曾經(jīng)付出的努力”丛晦。其實我們?nèi)粘９ぷ魃钪薪?jīng)常使用工作量證明，比如學生考試成績提陶，畢業(yè)證以及駕照等采呐，這種證明方式的一個顯著特征是往往需要很大的工作量才能拿到指定成果，但這個成果很容易驗證搁骑。因為我們一般很難去實時監(jiān)督一個人是否真的付出了這些工作量斧吐，所以只能使用工作量的結果來證明。
POS
POW并非完美仲器，其中被指責最多的主要有兩點煤率，一是浪費能源，二是風險和收益博弈必然導致聯(lián)合挖礦乏冀，而大算力礦池可能會對系統(tǒng)的去中心化構成威脅蝶糯。
于是在2011年，一個名為Quantum Mechanic的數(shù)字貨幣愛好者在Bitcointalk論壇提出Proof-of-Stake（POS）證明機制辆沦，該機制被充分討論之后證明具有可行性昼捍。如果說POW主要比拼算力，算力越大肢扯，挖到一個塊的概率越大妒茬，POS則是比拼余額，通俗說就是自己的手里的幣越多蔚晨，挖到一個塊的概率越大乍钻。POS合格區(qū)塊可以表述為：
F(Timestamp) < Target * Balance
與POW相比，式子左邊的搜索空間由Nonce變?yōu)門imestamp，Nonce值域是無限的银择，而Timestamp極其有限多糠，一個合格區(qū)塊的區(qū)塊時間必須在前一個區(qū)塊時間的規(guī)定范圍之內(nèi)，時間太早或者太超前的區(qū)塊都不會被其他節(jié)點接納浩考。式子右邊的目標值引入一個乘積因子余額夹孔，可見余額越大，整體目標值（Target * Balance）越大析孽，越容易找到一個區(qū)塊析蝴。因為Timestamp有限，POS鑄造區(qū)塊成功率主要與Balance有關绿淋。
POS只是代表一種共識機制理念，具體有多種實現(xiàn)方式尝盼，下面重點解析兩種比較經(jīng)典的實現(xiàn)思路吞滞。
DPOS
比特股（Bitshares）項目于2013年8月開始啟動，這是一個野心勃勃的項目盾沫，對區(qū)塊鏈做了很多改造裁赠，并引入許多新概念和特征，尤其令人眼花繚亂的 Bitshares X赴精、多態(tài)數(shù)字資產(chǎn)交易平臺佩捞、資產(chǎn)錨定等新名詞，一時令人無比興奮而又困惑蕾哟。此時POW和POS都已成功運行許久一忱，彼此優(yōu)劣已被反復討論，兩大陣營時至今日依然爭論不休谭确。按照項目規(guī)劃帘营，比特股對交易容量和區(qū)塊速度有極高要求，顯然POW或POS都達不到要求逐哈，于是比特股發(fā)明了一種新的共識機制——Delegated Proof-Of-Stake（DPOS）芬迄，即股份授權股權證明。
DPOS很容易理解昂秃，類似于現(xiàn)代企業(yè)董事會制度禀梳，比特股系統(tǒng)將代幣持有者稱為股東，由股東投票選出101名代表肠骆，然后由這些代表負責產(chǎn)生區(qū)塊算途。那么需要解決的核心問題主要有：代表如何被選出，代表如何自由退出“董事會”蚀腿，代表之間如何協(xié)作產(chǎn)生區(qū)塊等郊艘。
持幣者若想成為一名代表，需先拿自己的公鑰去區(qū)塊鏈注冊，獲得一個長度為32位的特有身份標識符纱注，用戶可以對這個標識符以交易的形式進行投票畏浆，得票數(shù)前101位被選為代表。
代表們輪流產(chǎn)生區(qū)塊狞贱，收益（交易手續(xù)費）平分刻获。如果有代表不老實生產(chǎn)區(qū)塊，很容易被其他代表和股東發(fā)現(xiàn)瞎嬉，他將立即被踢出“董事會”蝎毡，空缺位置由票數(shù)排名102的代表自動填補。
從某種角度來說氧枣，DPOS可以理解為多中心系統(tǒng)沐兵，兼具去中心化和中心化的優(yōu)勢。
總結最后從幾方面來簡單對比分析以上幾種共識機制的優(yōu)劣和特點：
安全性
POW的安全性存在完整的數(shù)學證明便监，這一點是POS和DPOS無可比擬的優(yōu)勢扎谎。區(qū)塊鏈共識機制一般要同時考慮抵御DDOS攻擊和雙重支付攻擊，POW存在51%算力攻擊威脅烧董，比特幣目前超強的算力使得破壞該系統(tǒng)需付出巨大代價毁靶。POS也會存在51%幣齡攻擊，而DPOS安全性完全取決于代表的誠實程度逊移。NXT理論可以實現(xiàn)快速交易预吆，但需要鍛造節(jié)點曝光自己的IP，如此一來容易成為DDOS攻擊對象胳泉，DPOS的代表也容易成為DDOS攻擊對象拐叉。
環(huán)保性
在不可能三角理論（去中心化，安全扇商，環(huán)保不能同時兼?zhèn)洌┲邢锵琍OW徹底拋棄節(jié)約能源的需求，通過巨大算力來維護系統(tǒng)安全和去中心化特征钳吟。POS和DPOS幾乎不費多余電力廷粒，但不可避免在另外兩個特性做出犧牲。
共識速度
POW很難縮短區(qū)塊時間红且，POS相對而言可以縮短區(qū)塊時間坝茎，尤其NXT會比PPC的實現(xiàn)方式更快，DPOS也可以在很短時間內(nèi)達成共識暇番，比特股目前30秒產(chǎn)生一個區(qū)塊嗤放。不過POS更容易產(chǎn)生分叉，尤其NXT壁酬，所以交易需要等更多確認才被認為安全次酌。
交易容量
這是區(qū)塊鏈未來發(fā)展需要解決的核心問題恨课，巨大的交易容易意味著巨大的帶寬和存儲空間，POW的交易容量很難擴展岳服，而NXT由于每個節(jié)點都可以預知下一個區(qū)塊由誰鍛造剂公，可以直接將交易發(fā)給鍛造節(jié)點，因此NXT交易容量有很大擴展性吊宋。從某種角度來說纲辽，DPOS可以理解為多中心系統(tǒng)，兼具去中心化和中心化的優(yōu)點璃搜，如果代表節(jié)點都運行強大的服務器且彼此帶寬足夠大拖吼，理論上交易處理能力可比擬傳統(tǒng)中心化系統(tǒng)，比如Visa这吻。
出塊平滑度
POW由于哈希算法特性吊档，可以得到平滑出塊速度，而且可以間隔一段時間再調(diào)整全網(wǎng)難度唾糯，POS出塊主要與余額有關怠硼，而用戶余額差距梯度比較大，所以POS一般每個塊都要調(diào)整全網(wǎng)基礎難度趾断。DPOS依靠有限代表人的協(xié)同作用，如果代表人不會頻繁進出吩愧，幾乎可以做到固定死出塊間距芋酌。
最終性
POW和PPC通過競爭達成共識，不存在最終性雁佳，理論上如果有足夠算力脐帝，現(xiàn)在可以從頭挖比特幣區(qū)塊鏈，不過可以依靠檢測點實現(xiàn)最終性糖权。NXT和DPOS嚴格依賴時間軸堵腹，依靠節(jié)點實時在線檢測，所以存在最終性星澳。
綜合各方優(yōu)勢疚顷，個人認為POW適合應用于公鏈，如果搭建私鏈禁偎，因為不存在驗證節(jié)點的信任問題腿堤，可以采用POS比較合適，而聯(lián)盟鏈由于存在不可信局部節(jié)點如暖，采用DPOS比較合適笆檀。
