人人都能讀懂區(qū)塊鏈共識機制

前沿

我們應該知道癣防,區(qū)塊鏈的本質是一個去中心化的分布式記賬系統(tǒng)绍豁。而共識機制就是解決如何在去中心化歇式、分布式的前提下來選出由誰來記賬驶悟,因為只有這樣,才能做到賬本數(shù)據(jù)的一致性材失。

去中心化記賬難題

1痕鳍、賬本數(shù)據(jù)的存儲必須是去中心化的,不能指定某一個參與方來保存賬本龙巨,也就是說所有的參與者都擁有保存賬本的權利

2笼呆、記賬也必須是去中心化的,不能讓某一個參與方來擁有記賬的權利旨别,也就是說每個參與方都應該平等地擁有記賬的權利诗赌。

現(xiàn)在來思考一下如何才能滿足這2個條件?首先秸弛,第一個條件铭若,很容易實現(xiàn),只需要讓系統(tǒng)的每個參與者都保存一份完整的賬本即可递览。如果在此基礎上加上第二個條件呢叼屠?答案是,根本做不到賬本數(shù)據(jù)的一致性绞铃。如果大家不能擁有一致的賬本數(shù)據(jù)镜雨,那就亂套了,而且賬本數(shù)據(jù)也沒有了意義儿捧,這樣一來荚坞,就不得不讓某個特定的參與者來擁有記賬的權利,而且還必須是在去中心化的前提菲盾。那么有什么辦法解決嗎颓影?有,偉大的中本聰給出了一套解決辦法亿汞,競爭記賬機制

POW

POW(Proof of work)瞭空,工作量證明機制揪阿,這是比特幣采用的共識機制疗我。在比特幣系統(tǒng)中,大約10分鐘會產(chǎn)生一個區(qū)塊南捂,區(qū)塊的作用可以看作是賬本中的一頁吴裤,擁有記賬權利的人可以往這個區(qū)塊中記錄交易信息,那又是如何選出這個記賬的人呢溺健?原來麦牺,在產(chǎn)生區(qū)塊的時候,系統(tǒng)會進行一輪算力比賽(所謂算力就是計算能力),也就是說出一道算數(shù)題剖膳,大家來解答魏颓,誰先勝出誰就獲得一次記賬的權利,而且記賬的人會得到一定數(shù)量的比特幣作為獎勵吱晒,最開始是一年25個甸饱,以后每一年數(shù)量減半。這樣一來仑濒,勝出的人會完成這一輪的記賬叹话,并向其它節(jié)點同步新增的信息,這也就是區(qū)塊產(chǎn)生的過程墩瞳。簡單一句話驼壶,根據(jù)你的工作結果來證明你的工作量,工作量越多喉酌,收益也就越多

由于“POW工作量證明機制”需要消耗大量的能源热凹,一些人也慢慢探索出來了一些新的共識機制。

POS

POS(Proof Of Stake)瞭吃,權益證明機制碌嘀,向bts、qtum等合約型就采用的這種共識機制歪架。它以持有幣的數(shù)量和時間來選擇記賬權股冗。也就是說,誰的錢包里的幣越多和蚪,持有的時間越長止状,誰擁有記賬權的概率就越大。

DPOS

DPOS(Delegated Proof of Stake)攒霹,股份授權證明機制怯疤,類似于董事會投票,持幣者投出一定數(shù)量的節(jié)點,代理他們進行驗證和記賬。如果選出來的節(jié)點沒有履行職責两波,也就是說輪到他們時啦粹,沒能生成區(qū)塊,那么網(wǎng)絡就會選取出新的區(qū)塊來代替他們才菠。從某種角度來說,DPOS可以理解為多中心系統(tǒng)活著說是弱中心化。

當然除了這些高蜂,還包括其他的一些共識機制,例如PBFT(拜占庭容錯)罕容、Paxos备恤、Paft稿饰、Pool驗證池等。

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:

POW的安全性存在完整的數(shù)學證明露泊,這一點是POS和DPOS無可比擬的優(yōu)勢喉镰;POW比較消耗能源(電力),通過巨大算力來維護系統(tǒng)安全和去中心化特征惭笑。POS和DPOS就不怎么消耗能源來梧喷,但不可避免在另外兩個特性做出犧牲;POW很難縮短記賬時間脖咐,因此一次記賬比較慢铺敌,而POS和DPOS相對而言可以縮短交易時間;綜合各方特點屁擅,個人認為POW適合應用于公鏈偿凭,如果搭建私鏈,因為不存在驗證節(jié)點的信任問題派歌,可以采用POS比較合適弯囊,而聯(lián)盟鏈由于存在不可信局部節(jié)點,采用DPOS比較合適胶果。

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