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共識機制的背景
加密貨幣都是去中心化的屁柏，去中心化的基礎就是P2P節(jié)點眾多圈匆，那么如何吸引用戶加入網絡成為節(jié)點晤斩，有那些激勵機制？同時宴霸，開發(fā)的重點是讓多個節(jié)點維護一個數(shù)據(jù)庫囱晴，那么如何決定哪個節(jié)點寫入？何時寫入瓢谢？一旦寫入畸写，又怎么保證不被其他的節(jié)點更改（不可逆）？回答這些問題的答案氓扛，就是共識機制枯芬。
比特幣的共識解決方案
我們知道比特幣使用的是POW 共識機制, 比特幣已經運行接近10年, 這種機制也得到了證明. 然而POW 就會涉及到眾所周知的挖礦, 會消耗巨大的電力, 這也就是POW 機制最受詬病的地方. 隨后就有人提出 POS和DPOS的機制.
我們今天來研究一下 這三種機制, 以及這幾種機制之間的區(qū)別.
1.PoW
**(Proof of Work)：工作量證明機制. 可以理解為按勞分配. **
基本原理
第一代共識機制,比特幣的基礎。理解起來采郎，很簡單千所，就是“按勞取酬”，你付出多少工作量尉剩，就會獲得多少報酬（比特幣等加密貨幣）真慢。在網絡世界里，這里的勞動就是你為網絡提供的計算服務（算力x時長）理茎，提供這種服務的過程就是“挖礦”黑界。
那么“報酬”怎么分配呢？假如是真的礦藏皂林，顯然在均勻分布的前提下朗鸠，人們“挖礦”所得的比重與各自提供的算力成正比，通俗一點就是础倍，能力越強獲得越多烛占。
優(yōu)點
機制本身當然很復雜，有很多細節(jié)沟启，比如：挖礦難度自動調整忆家、區(qū)塊獎勵逐步減半等，這些因素都是基于經濟學原理德迹，能吸引和鼓勵更多人參與芽卿。
理想狀態(tài)，這種機制胳搞，可以吸引很多用戶參與其中卸例，特別是越先參與的獲得越多称杨，會促使加密貨幣的初始階段發(fā)展迅速，節(jié)點網絡迅速擴大筷转。在Cpu挖礦的時代姑原，比特幣吸引了很多人參與“挖礦”，就是很好的證明呜舒。
通過“挖礦”的方式發(fā)行新幣锭汛，把比特幣分散給個人，實現(xiàn)了相對公平.
缺點
- 算力是計算機硬件（Cpu阴绢、Gpu等）提供的店乐，要耗費電力，是對能源的直接消耗呻袭，與人類追求節(jié)能、清潔腺兴、環(huán)保的理念相悖左电。不過，如果非要給“加密貨幣”找尋“貨幣價值”的意義页响，那么這個方面篓足，應該是最有力的證據(jù)。
- 這種機制發(fā)展到今天闰蚕，算力的提供已經不再是單純的CPU了栈拖，而是逐步發(fā)展到GPU、FPGA没陡，乃至ASIC礦機。用戶也從個人挖礦發(fā)展到大的礦池、礦場朴皆，算力集中越來越明顯缘薛。這與去中心化的方向背道而馳，漸行漸遠埃儿，網絡的安全逐漸受到威脅器仗。有證據(jù)證明Ghash（一個礦池）就曾經對賭博網站實施了雙花攻擊（簡單的說就是一筆錢花兩次）。
- 比特幣區(qū)塊獎勵每４年將減半童番，當挖礦的成本高于挖礦收益時精钮，人們挖礦的積極性降低，會有大量算力減少剃斧，比特幣網絡的安全性進一步堪憂轨香。
2.PoS
(Proof of Stake):股權證明機制。
基本原理
這是點點幣（PPC）的創(chuàng)新悯衬。沒有挖礦過程弹沽，在創(chuàng)世區(qū)塊內寫明了股權分配比例檀夹，之后通過轉讓、交易的方式（通常就是IPO）策橘，逐漸分散到用戶手里炸渡，并通過“利息”的方式新增貨幣，實現(xiàn)對節(jié)點的獎勵丽已。
簡單來說蚌堵，就是一個根據(jù)用戶持有貨幣的多少和時間（幣齡），發(fā)放利息的一個制度∨嬗ぃ現(xiàn)實中最典型的例子就是股票吼畏，或者是銀行存款。如果用戶想獲得更多的貨幣嘁灯，那么就打開客戶端泻蚊，讓它保持在線，就能通過獲得“利息”獲益丑婿，同時保證網絡的安全性雄。
優(yōu)點
- 節(jié)能。不用挖礦羹奉，不需要大量耗費電力和能源秒旋。
- 更去中心化。首先說诀拭，去中心化是相對的迁筛。相對于比特幣等PoW類型的加密貨幣，PoS機制的加密貨幣對計算機硬件基本上沒有過高要求耕挨，人人可挖礦（獲得利息）细卧，不用擔心算力集中導致中心化的出現(xiàn)（單用戶通過購買獲得51%的貨幣量，成本更高）俗孝，網絡更加安全有保障酒甸。
- 避免緊縮。PoW機制的加密貨幣赋铝，因為用戶丟失等各種原因插勤，可能導致通貨緊縮，但是PoS機制的加密貨幣按一定的年利率新增貨幣革骨，可以有效避免緊縮出現(xiàn)农尖，保持基本穩(wěn)定。比特幣之后良哲，很多新幣采用PoS機制盛卡，很多采用工作量證明機制的老幣，也紛紛修改協(xié)議筑凫，“硬分叉”升級為PoS機制滑沧。
缺點
- 純PoS機制的加密貨幣并村，只能通過IPO的方式發(fā)行，這就導致“少數(shù)人”（通常是開發(fā)者）獲得大量成本極低的加密貨幣滓技，在利益面前哩牍，很難保證他們不會大量拋售。
- PoS機制的加密貨幣令漂，信用基礎不夠牢固膝昆。
- 為解決這個問題，很多采用PoW+PoS的雙重機制叠必，通過PoW挖礦發(fā)行加密貨幣荚孵，使用PoS維護網絡穩(wěn)定∥吵或者采用DPoS機制收叶，通過社區(qū)選舉的方式，增強信任玄组。
3.DPoS
（Delegated Proof of Stake）：授權股權證明機制
基本原理
這是比特股（BTS）最先引入的滔驾。比特股首次提出了去中心化自治公司(DACs)的理念。比特股的目的就是用于發(fā)布DACs俄讹。這些無人控制的公司發(fā)行股份，產生利潤绕德，并將利潤分配給股東患膛。實現(xiàn)這一切不需要信任任何人，因為每件事都是被硬編碼到軟件中的耻蛇。通俗點講就是：比特股創(chuàng)造可以盈利的公司（股份制）踪蹬，股東持有這些公司的股份，公司為股東產生回報臣咖。無需挖礦跃捣。
對于PoS機制的加密貨幣，每個節(jié)點都可以創(chuàng)建區(qū)塊夺蛇，并按照個人的持股比例獲得“利息”疚漆。DPoS是由被社區(qū)選舉的可信帳戶（受托人，得票數(shù)排行前101位）來創(chuàng)建區(qū)塊刁赦。為了成為正式受托人娶聘，用戶要去社區(qū)拉票，獲得足夠多用戶的信任甚脉。用戶根據(jù)自己持有的加密貨幣數(shù)量占總量的百分比來投票丸升。DPoS機制類似于股份制公司，普通股民進不了董事會牺氨，要投票選舉代表（受托人）代他們做決策狡耻。
這101個受托人可以理解為101個礦池墩剖，而這101個礦池彼此的權利是完全相等的。那些握著加密貨幣的用戶可以隨時通過投票更換這些代表（礦池）夷狰，只要他們提供的算力不穩(wěn)定岭皂，計算機宕機、或者試圖利用手中的權力作惡孵淘，他們將會立刻被憤怒的選民門踢出整個系統(tǒng)蒲障，而后備代表可以隨時頂上去。
優(yōu)點
能耗更低瘫证。DPoS機制將節(jié)點數(shù)量進一步減少到101個揉阎，在保證網絡安全的前提下，整個網絡的能耗進一步降低背捌，網絡運行成本最低毙籽。
更加去中心化。目前毡庆，對于比特幣而言坑赡，個人挖礦已經不現(xiàn)實了，比特幣的算力都集中在幾個大的礦池手里么抗，每個礦池都是中心化的毅否，就像DPoS的一個受托人，因此DPoS機制的加密貨幣更加去中心化蝇刀。PoS機制的加密貨幣（比如未來幣）螟加，要求用戶開著客戶端，事實上用戶并不會天天開著電腦吞琐，因此真正的網絡節(jié)點是由幾個股東保持的捆探，去中心化程度也不能與DPoS機制的加密貨幣相比。
更快的確認速度站粟。每個塊的時間為10秒黍图，一筆交易（在得到6-10個確認后）大概1分鐘，一個完整的101個塊的周期大概僅僅需要16分鐘奴烙。而比特幣（PoW機制）產生一個區(qū)塊需要10分鐘助被，一筆交易完成（6個區(qū)塊確認后）需要1個小時。點點幣（PoS機制）確認一筆交易大概也需要1小時缸沃。
缺點
- 投票的積極性并不高恰起。絕大多數(shù)持股人（90％+）從未參與投票。這是因為投票需要時間趾牧、精力以及技能检盼，而這恰恰是大多數(shù)投資者所缺乏的。
- 對于壞節(jié)點的處理存在諸多困難翘单。社區(qū)選舉不能及時有效的阻止一些破壞節(jié)點的出現(xiàn)吨枉，給網絡造成安全隱患蹦渣。
關于 DPOS
現(xiàn)實生活中有更多的類似于DPOS的制度. 比如中國的人名代表大會制度. 美國的兩會制度.
就以人民代表大會制度為例. 每個省市通過選舉選擇出自己的代表, 然后由這些代表參加人名代表大會, 這樣會更有效率. 也能組織起更多的人.
總結
- POW 工作量證明機制. 類似于按勞分配
- POS 股權證明機制. 持有股票的人, 就有對應的權利, 持有的越多, 權利越大 .
- DPOS 授權股權證明機制. 類似于董事會. 董事會成員數(shù)量有限, 由大家選舉產生. 被選中的董事會成員可以行使權利.
從機制設計上來看. POW 機制更加強調去中心, 更加強調對等. 而DPOS 則是有一個明顯的中心, 通過帶來部分中心,來得到效率的提升.
哪一種機制更好, 有待時間的驗證. POW 已經運行快10年, 電力耗費已經非常嚴重. DPOS的出現(xiàn), 有可能讓記賬這件事情更經濟效率, 從而支撐起更多大規(guī)模的協(xié)作體系.
