區(qū)塊鏈科普系列第21天：想讓陌生人也相互信任，你需要這樣的機(jī)制

文/杜豆豆

今天和大家聊聊區(qū)塊鏈中的共識(shí)機(jī)制吧趣。

1法竞、什么是共識(shí)機(jī)制？

百度百科里是這樣定義共識(shí)機(jī)制的：

所謂“共識(shí)機(jī)制”强挫，是通過特殊節(jié)點(diǎn)的投票岔霸，在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)交易的驗(yàn)證和確認(rèn)；對(duì)一筆交易俯渤，如果利益不相干的若干個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠達(dá)成共識(shí)呆细，我們就可以認(rèn)為全網(wǎng)對(duì)此也能夠達(dá)成共識(shí)。

這句解釋八匠，是不是聽起來艱澀難懂得很絮爷？不過，它后面跟著的這個(gè)比喻梨树，倒是更為淺顯明白些：“再通俗一點(diǎn)來講坑夯，如果中國(guó)一名微博大V、美國(guó)一名虛擬幣玩家劝萤、一名非洲留學(xué)生和一名歐洲旅行者互不相識(shí)渊涝，但他們都一致認(rèn)為你是個(gè)好人，那么基本上就可以斷定你這人還不壞】缡停”

多說一句胸私，如果他們都一致認(rèn)為你是個(gè)壞人，那基本上也可以斷定你這人好不到哪里去鳖谈。

由這里我們可以看到岁疼，其實(shí)，共識(shí)機(jī)制最大的好處缆娃，就是讓彼此不相識(shí)的陌生人達(dá)成了互相之間的信任捷绒，同時(shí)，在這個(gè)圈子里贯要，誰做了什么暖侨，也是被大家所了解的。這就不由不讓人想起口碑效應(yīng)這個(gè)詞兒崇渗。

那可能會(huì)有人說字逗，那如果這個(gè)圈子里的人，都胡說八道宅广，以訛傳訛怎么辦呢葫掉？這信任不就成假的了嗎？這種可能性跟狱，當(dāng)然是有的俭厚。但是，參與到區(qū)塊鏈上的人都是來自世界各地驶臊，彼此不相識(shí)挪挤，一個(gè)人想憑一己之力去控制所有的人，或者大多數(shù)的人资铡，顯然是不現(xiàn)實(shí)电禀、也是不可能的。

講完共識(shí)機(jī)制的概念笤休，我們來看看主流的共識(shí)算法。

2症副、主流共識(shí)算法都有哪些店雅？

（1）Pow工作量證明

就是大家熟悉的挖礦，通過運(yùn)算贞铣，計(jì)算出一個(gè)滿足規(guī)則的隨機(jī)數(shù)闹啦，即獲得本次記賬權(quán)，發(fā)出本輪需要記錄的數(shù)據(jù)辕坝，全網(wǎng)其它節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證后一起存儲(chǔ)窍奋。

優(yōu)點(diǎn)：完全去中心化，節(jié)點(diǎn)自由進(jìn)出。

缺點(diǎn)：目前bitcoin已經(jīng)吸引全球大部分的算力琳袄，其它再用Pow共識(shí)機(jī)制的區(qū)塊鏈應(yīng)用很難獲得相同的算力來保障自身的安全江场；挖礦造成大量的資源浪費(fèi)；共識(shí)達(dá)成的周期較長(zhǎng)窖逗，不適合商業(yè)應(yīng)用址否。

（2）Pos權(quán)益證明

根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所占代幣的比例和時(shí)間；等比例的降低挖礦難度碎紊，從而加快找隨機(jī)數(shù)的速度佑附。

優(yōu)點(diǎn)：在一定程度上縮短了共識(shí)達(dá)成的時(shí)間。

缺點(diǎn)：與區(qū)塊鏈的去中心化相背離仗考。

（3）DPos股份授權(quán)證明機(jī)制

類似于董事會(huì)投票音同，持幣者投出一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)，代理他們進(jìn)行驗(yàn)證和記賬秃嗜。

優(yōu)點(diǎn)：大幅縮小參與驗(yàn)證和記賬節(jié)點(diǎn)的數(shù)量权均，可以達(dá)到秒級(jí)的共識(shí)驗(yàn)證。

缺點(diǎn)：整個(gè)共識(shí)機(jī)制還是依賴于代幣痪寻，在某種程度上趨向中心化螺句。

（4）Pool驗(yàn)證池

基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術(shù)，加上數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制橡类；是目前行業(yè)鏈大范圍在使用的共識(shí)機(jī)制蛇尚。

優(yōu)點(diǎn)：不需要代幣也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox顾画、Raft）基礎(chǔ)上取劫，實(shí)現(xiàn)秒級(jí)共識(shí)驗(yàn)證。

缺點(diǎn)：去中心化程度不如bictoin研侣；更適合多方參與的多中心商業(yè)模式谱邪。

（5）權(quán)威證明PoA（Proofof Authority）

所謂權(quán)威證明（PoA），就是使用一組所謂的“權(quán)限” 來允許人們?cè)趨^(qū)塊鏈上創(chuàng)建新的節(jié)點(diǎn)并確保區(qū)塊鏈的安全庶诡。

優(yōu)點(diǎn)：出塊時(shí)間快惦银，便于高速并發(fā)應(yīng)用落地，可以根據(jù)參與方角色分配不同節(jié)點(diǎn)末誓、開源系統(tǒng)豐富扯俱。

缺點(diǎn)：去中心化程度不如bictoin；更適合多方參與的多中心商業(yè)模式喇澡。

（6）PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance迅栅，實(shí)用拜占庭容錯(cuò)

在保證活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容錯(cuò)性。

優(yōu)點(diǎn)：在分布式計(jì)算上晴玖，不同的計(jì)算機(jī)透過訊息交換读存，嘗試達(dá)成共識(shí)为流。

缺點(diǎn)：當(dāng)有1/3或以上記賬人停止工作后，系統(tǒng)將無法提供服務(wù)让簿；當(dāng)有1/3或以上記賬人聯(lián)合作惡敬察，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)孤島時(shí)，惡意記賬人可以使系統(tǒng)出現(xiàn)分叉拜英，但是會(huì)留下密碼學(xué)證據(jù)静汤。

由上我們可以看到，每一個(gè)共識(shí)算法都有其優(yōu)缺點(diǎn)居凶，那么有沒有一些共有的問題呢虫给？

3、現(xiàn)有各種共識(shí)機(jī)制有哪些問題侠碧？

（1）計(jì)算能力浪費(fèi)

在工作量證明機(jī)制POW中抹估，計(jì)算隨機(jī)數(shù)最快的通常是電腦計(jì)算能力強(qiáng)的。超強(qiáng)的計(jì)算能級(jí)僅用來計(jì)算隨機(jī)數(shù)弄兜，實(shí)在是浪費(fèi)药蜻。

（2）權(quán)益向頂層集中

在權(quán)益證明機(jī)制POS中，token的余額越多的人獲得公示信息的概率越高替饿，公示人會(huì)得到一定的token作為獎(jiǎng)勵(lì)语泽。因此，持有token多的人视卢，權(quán)益會(huì)越來越多踱卵，而token少的人權(quán)益也越來越少。

（3）作惡成本低下

在靠算力與權(quán)益的的多少來獲得公示信息權(quán)利的模式當(dāng)中据过，當(dāng)算力和權(quán)益向少數(shù)人集中之后惋砂，這些少數(shù)人如果想要做一些違反規(guī)則的事情是輕而易舉的。

（4）對(duì)于真正的去中心化構(gòu)成威脅

在工作量證明機(jī)制中绳锅，計(jì)算能力越強(qiáng)西饵，獲得記錄權(quán)利的概率就越高。如果有人把很多人集中在一起來猜數(shù)字鳞芙，把好多電腦的算力加在一起來用眷柔，那這些抱團(tuán)的人就會(huì)更容易獲得公示信息的權(quán)利，發(fā)展到最后可能公示權(quán)就直接掌握在這些人手里原朝。

（本文出自杜豆豆《白話區(qū)塊鏈》讀書筆記的部分摘錄闯割。）

明天分享：《區(qū)塊鏈被嚴(yán)重詬病的慢慢慢，該怎么解決竿拆？》

（未完待續(xù)）

原創(chuàng)不易，非授權(quán)不得轉(zhuǎn)載宾尚，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處丙笋。如果您覺的文章有用谢澈，別忘了在文末點(diǎn)贊哦。

讀更多好書御板，請(qǐng)?jiān)L問我的文集：《一生必讀的萬卷好書》

歡迎加入“萬卷好書讀書會(huì)”：在這個(gè)群里锥忿，大家可以分享電子書，交流讀書心得怠肋，以文會(huì)友敬鬓，自由點(diǎn)贊支持。目前該群已超過100人笙各，需要群主發(fā)邀請(qǐng)才能進(jìn)钉答，有興趣的簡(jiǎn)友請(qǐng)加微信dudoudou189聯(lián)系我。讀書會(huì)座右銘：在浮躁的時(shí)代杈抢，安心讀書寫作数尿，養(yǎng)育心靈。

我已晉升五十萬鉆高級(jí)合伙人惶楼，歡迎使用我的專屬會(huì)員推廣鏈接：http://www.reibang.com/mobile/club?ref=3debb0de右蹦。訂閱會(huì)員，享受最優(yōu)惠福利歼捐。