1、五分鐘了解共識(shí)機(jī)制

五分鐘了解共識(shí)機(jī)制
什么是共識(shí)機(jī)制？
“共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈的靈魂。”這是業(yè)內(nèi)經(jīng)常能聽(tīng)到的一句話，共識(shí)機(jī)制在區(qū)塊鏈中的地位可想而知。那么到底什么是共識(shí)機(jī)制呢？我們不妨從拜占庭將軍問(wèn)題說(shuō)起。
拜占庭位于如今的土耳其的伊斯坦布爾，是東羅馬帝國(guó)的首都。由于當(dāng)時(shí)拜占庭羅馬帝國(guó)國(guó)土遼闊，為了防御目的，每個(gè)軍隊(duì)都分隔很遠(yuǎn)，將軍與將軍之間只能靠信差傳消息。在戰(zhàn)爭(zhēng)的時(shí)候，拜占庭軍隊(duì)內(nèi)所有將軍和副官必須達(dá)成一致的共識(shí)，決定是否有贏的機(jī)會(huì)才去攻打敵人的陣營(yíng)。但是，在軍隊(duì)內(nèi)有可能存有叛徒和敵軍的間諜，左右將軍們的決定又?jǐn)_亂整體軍隊(duì)的秩序。在進(jìn)行共識(shí)時(shí)，結(jié)果并不代表大多數(shù)人的意見(jiàn)。這時(shí)候，在已知有成員謀反的情況下，其余忠誠(chéng)的將軍在不受叛徒的影響下如何達(dá)成一致的協(xié)議，拜占庭問(wèn)題就此形成。
拜占庭將軍問(wèn)題是一個(gè)協(xié)議問(wèn)題，拜占庭帝國(guó)軍隊(duì)的將軍們必須全體一致的決定是否攻擊某一支敵軍。問(wèn)題是這些將軍在地理上是分隔開(kāi)來(lái)的，并且將軍中存在叛徒。叛徒可以任意行動(dòng)以達(dá)到以下目標(biāo)：欺騙某些將軍采取進(jìn)攻行動(dòng)；促成一個(gè)不是所有將軍都同意的決定，如當(dāng)將軍們不希望進(jìn)攻時(shí)促成進(jìn)攻行動(dòng)；或者迷惑某些將軍，使他們無(wú)法做出決定。如果叛徒達(dá)到了這些目的之一，則任何攻擊行動(dòng)的結(jié)果都是注定要失敗的，只有完全達(dá)成一致的努力才能獲得勝利。
而這個(gè)問(wèn)題該如何解決？中本聰?shù)睦砟罱o出了一個(gè)比較好的答案：不能讓所有人都有資格發(fā)信息，而是給發(fā)信息設(shè)置了一個(gè)條件：“工作量”，將軍們同時(shí)做一道計(jì)算題，誰(shuí)先算完，誰(shuí)才能獲得給其他小國(guó)發(fā)信息的資格。而其他小國(guó)在收到信息后，必須采用加密技術(shù)進(jìn)行簽字蓋戳，以確認(rèn)身份。然后再繼續(xù)做題，做對(duì)題的再繼續(xù)發(fā)消息……對(duì)這種先后順序達(dá)成共識(shí)的算法，就是共識(shí)機(jī)制。
共識(shí)機(jī)制的作用
區(qū)塊鏈作為一種按時(shí)間順序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可支持不同的共識(shí)機(jī)制。在區(qū)塊鏈上，每個(gè)人都會(huì)有一份記錄鏈上所有交易的賬本，鏈上產(chǎn)生一筆新的交易時(shí)，每個(gè)人接收到這個(gè)信息的時(shí)間是不一樣的，有些想要干壞事的人就有可能在這時(shí)發(fā)布一些錯(cuò)誤的信息，這時(shí)就需要一個(gè)人把所有人接收到的信息進(jìn)行驗(yàn)證，最后公布最正確的信息。
共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈技術(shù)的重要組件。它就像一本法典，維系著區(qū)塊鏈?zhǔn)澜绲恼＿\(yùn)轉(zhuǎn)，使得區(qū)塊鏈技術(shù)自帶改善世界的光芒，也是讓區(qū)塊鏈得以被全世界逐步接受和認(rèn)可的最大幕后功臣，它讓互聯(lián)網(wǎng)、陌生人之間，在沒(méi)有第三方作為信用背書(shū)的情況下發(fā)生的一切交易變成可能，它賦予了機(jī)械的代碼以人性和溫度。
共識(shí)機(jī)制的類別
目前的共識(shí)機(jī)制主要有POW、POS、DPOS、PBFT、dBFT、Pool驗(yàn)證池。
POW，就是人們熟悉的比特幣挖礦，通過(guò)計(jì)算出一個(gè)滿足規(guī)則的隨機(jī)數(shù)，即獲得本次記賬權(quán)，發(fā)出本輪需要記錄的數(shù)據(jù)，全網(wǎng)其它節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證后一起存儲(chǔ)?？蓪?shí)現(xiàn)完全去中心化，節(jié)點(diǎn)自由進(jìn)出。干的越多，收的越多。
POS，權(quán)益證明，POW的一種升級(jí)共識(shí)機(jī)制，根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所占代幣的比例和時(shí)間，以此等比例的挖礦難度，從而加快找隨機(jī)數(shù)的速度。持有越多，獲得越多
DPOS，股份授權(quán)證明機(jī)制，類似于董事會(huì)投票，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。
PBFT ，Practical Byzantine Fault Tolerance，實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法，是一種狀態(tài)機(jī)副本復(fù)制算法，即服務(wù)作為狀態(tài)機(jī)進(jìn)行建模，狀態(tài)機(jī)在分布式系統(tǒng)的不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行副本復(fù)制，每個(gè)狀態(tài)機(jī)的副本都保存了服務(wù)的狀態(tài)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的操作。
dBFT，delegated BFT 授權(quán)拜占庭容錯(cuò)算法，由權(quán)益來(lái)選出記賬人，然后記賬人之間通過(guò)拜占庭容錯(cuò)算法來(lái)達(dá)成共識(shí)。
Pool驗(yàn)證池，基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術(shù)建立，并輔之以數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制，是目前區(qū)塊鏈中廣泛使用的一種共識(shí)機(jī)制。Pool驗(yàn)證池不需要依賴代幣就可以工作，在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基礎(chǔ)之上，可以實(shí)現(xiàn)秒級(jí)共識(shí)驗(yàn)證，更適合有多方參與的多中心商業(yè)模式。
現(xiàn)有共識(shí)機(jī)制存在問(wèn)題
目前現(xiàn)有的共識(shí)機(jī)制都不算完美，在一些實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景弊端很多。
A、計(jì)算能力浪費(fèi)
在工作量證明機(jī)制POW中，猜數(shù)字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(lái)猜數(shù)字，實(shí)在是浪費(fèi)。
B、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，公示人會(huì)得到一定的token作為獎(jiǎng)勵(lì)，如此持有token多的人會(huì)越來(lái)越多，少的人越來(lái)越少。
C、作惡成本低下
在靠算力與權(quán)益的的多少來(lái)獲得公示信息的權(quán)利的模式當(dāng)中，當(dāng)算力和權(quán)益向少數(shù)人集中之后，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；在PBFT中，由所有人投票，如果一個(gè)沒(méi)有任何token余額的人想要搗亂，那他幾乎是完全沒(méi)有利益損失。
D、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，計(jì)算能力越強(qiáng)，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(lái)猜數(shù)字，把好多電腦的算力加在一起來(lái)用，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。
在權(quán)益證明機(jī)制POS中，權(quán)益越大的人獲得記錄權(quán)利的概率越高，而記錄的人就會(huì)有獎(jiǎng)勵(lì)token ，這樣一來(lái)這些人就會(huì)越來(lái)越富有，貧富差距就會(huì)越來(lái)越大。持有token少的人幾乎都沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)了。權(quán)利掌握在少數(shù)人手中，這有違區(qū)塊鏈去中心化理念。

2、馬斯克:狗狗幣與以太坊合作已經(jīng)達(dá)成一致

特斯拉首席執(zhí)行官埃隆馬斯克表示，他“非?！蓖庖蕴宦?lián)合創(chuàng)始人 Vitalik Buterin 關(guān)于狗狗幣和以太坊之間的合作。V神表示：“如果我們能擁有一個(gè)安全的狗狗幣和以太坊鏈接的橋梁。這將是驚人的?！?br />
上周，以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人 Vitalik Buterin 在接受人工智能研究員 Lex Fridman采訪時(shí)談到了以太坊和狗狗幣之間潛在合作的可能性。

在談到馬斯克發(fā)的有關(guān)狗狗幣的推文的時(shí)候，F(xiàn)ridman表示：像埃隆馬斯克這樣背后推動(dòng)加密貨幣的人，能不能整合到以太坊里面來(lái)。Buterin表示：

他還強(qiáng)調(diào)道：以太坊沒(méi)有反對(duì)狗狗幣，我有些希望粉絲們覺(jué)得以太坊至少在某種程度上是一種精神上的狗幣。

他詳細(xì)表示：我認(rèn)為我們可以擁有一個(gè)狗狗與以太坊之間溝通的橋梁。那將是驚人的，當(dāng)以太坊獲得可擴(kuò)展性時(shí)，狗狗幣轉(zhuǎn)賬的時(shí)候手續(xù)費(fèi)會(huì)更低，轉(zhuǎn)賬速度會(huì)更快。

Buterin在評(píng)論馬斯克的時(shí)候表示：如果你太復(fù)雜并且?guī)阂馊ハ胍粋€(gè)人的時(shí)候，你就會(huì)犯錯(cuò)。他只是一個(gè)人，喜歡狗狗幣，就像我喜歡狗狗幣一樣。

馬斯克在推特上表示：

以太坊目前正在從工作量證明 (PoW) 共識(shí)升級(jí)到權(quán)益證明 (PoS) 模型。Buterin 最近解釋了為什么升級(jí)需要比預(yù)期更長(zhǎng)的時(shí)間。

我在整理項(xiàng)目的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，升級(jí)不是技術(shù)的問(wèn)題，而是與人有關(guān)的問(wèn)題，以太坊可以有更好的經(jīng)濟(jì)地位，但我們花了五年時(shí)間才達(dá)到現(xiàn)在的水平。這五年時(shí)間里面，我們團(tuán)隊(duì)內(nèi)部有很多的沖突。如果你需要組建一個(gè)團(tuán)隊(duì)，選擇和誰(shuí)一起工作很重要。

上個(gè)月，馬斯克對(duì)狗狗幣提出了一些改進(jìn)建議，聲稱已經(jīng)與狗狗幣開(kāi)發(fā)者會(huì)面。馬斯克寫(xiě)道：“理想情況下，狗狗幣轉(zhuǎn)賬速度將加快 10 倍，區(qū)塊大小增加 10 倍，轉(zhuǎn)賬手續(xù)費(fèi)將降低 100 倍?！?

3、【Discover ETH】什么是權(quán)益證明PoS

本篇作為Discover系列文章的開(kāi)篇，結(jié)合ETH2.0的目標(biāo)，來(lái)談?wù)剻?quán)益證明PoS是什么。

在談PoS之前，我們先來(lái)了解一下共識(shí)。共識(shí)，即達(dá)成了普遍協(xié)議。區(qū)塊鏈實(shí)質(zhì)上是一個(gè)全球性的狀態(tài)機(jī)，達(dá)成共識(shí)意味著網(wǎng)絡(luò)上至少有超過(guò)一半（51%）的節(jié)點(diǎn)同意網(wǎng)絡(luò)的下一個(gè)全球狀態(tài)。
共識(shí)機(jī)制 （也稱為共識(shí)協(xié)議或共識(shí)算法）允許分布式系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）協(xié)同工作并保持安全。當(dāng)前主流的共識(shí)機(jī)制有兩種，分別是 工作量證明 (Proof of Work，PoW)和 權(quán)益證明 (Proof of Stake，PoS)。以太坊在設(shè)計(jì)之初就希望最終以太坊的共識(shí)機(jī)制能轉(zhuǎn)變?yōu)镻oS，而PoW只作為一個(gè)過(guò)渡階段。但無(wú)論是PoW還是PoS，最終的目的都是相同的，即實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算機(jī)的共識(shí)機(jī)制。下面先簡(jiǎn)單了解工作量證明（PoW）的工作機(jī)制。

工作量證明通過(guò)礦工們完成，礦工們需要競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)建最新區(qū)塊以處理和完成交易。 獲勝者將與網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)分享最新區(qū)塊，并且獲得最新的特定代幣區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)（如以太坊的以太幣）。由于用戶需要擁有超過(guò)網(wǎng)絡(luò)中 51% 的算力才能夠欺騙整條鏈，因此網(wǎng)絡(luò)安全得以保證。 這將需要巨大的設(shè)備和能源投入，所需的開(kāi)支甚至可能超過(guò)收益。
工作量證明是08年在中本聰所創(chuàng)造的比特幣中提出的，至今已經(jīng)經(jīng)過(guò)了充分的考驗(yàn)和測(cè)試，但隨著越來(lái)越多的礦工和礦池的加入，挖掘新的區(qū)塊的難度指數(shù)爆發(fā)式上升，也面臨的如下的問(wèn)題：

PoS作為ETH2.0關(guān)鍵的建設(shè)目標(biāo)，其作用不僅僅只是因?yàn)镻oW帶來(lái)的環(huán)境不友好的能源消耗，還有PoS的建設(shè)能更有力支持 分片鏈 （以太坊網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的關(guān)鍵升級(jí)），更強(qiáng)的去中心化特性等等。下面從幾個(gè)方面來(lái)簡(jiǎn)單談?wù)剻?quán)益證明PoS的工作過(guò)程。

在以太坊中，工作量證明的過(guò)程參與的角色是礦工/礦池。其目的是通過(guò)算力試錯(cuò)來(lái)反復(fù)計(jì)算，以此生成一個(gè)低于目標(biāo)隨機(jī)數(shù)的混合哈希。這個(gè)計(jì)算難度依賴于區(qū)塊所聲明的 難度 ，難度越小，有效的哈希值的集合就越小。而在權(quán)益證明中，則沒(méi)有礦工這一角色，與之對(duì)應(yīng)的是稱之為 驗(yàn)證者 的角色。
在ETH2.0中，用戶需要質(zhì)押 32ETH 來(lái)獲得作為驗(yàn)證者的資格。驗(yàn)證者被 信標(biāo)鏈 隨機(jī)選擇去創(chuàng)建區(qū)塊，并且負(fù)責(zé)檢查和確認(rèn)那些不是由他們創(chuàng)造的區(qū)塊。他們不需要開(kāi)采區(qū)塊，他們只需要在被選中的時(shí)候創(chuàng)建區(qū)塊并且在沒(méi)有被選中的時(shí)候驗(yàn)證他人提交的區(qū)塊。此驗(yàn)證被稱為證明。
驗(yàn)證者因提出新區(qū)塊和證明他們已經(jīng)看到的區(qū)塊而獲得獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)于一些惡意驗(yàn)證者節(jié)點(diǎn)，也會(huì)有相應(yīng)的懲罰機(jī)制使之失去質(zhì)押。驗(yàn)證者質(zhì)押的ETH越多，獲得的獎(jiǎng)勵(lì)也越多。可以這樣說(shuō)，權(quán)益證明是一種用于激勵(lì)驗(yàn)證者接受更多質(zhì)押的機(jī)制。

前面提到了 分片鏈 這個(gè)名詞， 分片 就是將區(qū)塊鏈分成多條鏈。驗(yàn)證者將會(huì)在不同的分片上處理它們的分片數(shù)據(jù)，以此來(lái)提高區(qū)塊鏈的工作效率。ETH2.0預(yù)計(jì)會(huì)有64個(gè)分片鏈。
驗(yàn)證者會(huì)被隨機(jī)洗牌到不同的分片中，以防止驗(yàn)證者惡意操縱節(jié)點(diǎn)并提高鏈的安全性。處理不同分片之間的數(shù)據(jù)的關(guān)鍵角色就是 信標(biāo)鏈 （Beacon Chain）。
信標(biāo)鏈 是協(xié)調(diào)分片信息、管理驗(yàn)證者的連接不同分片的橋梁。
當(dāng)用戶在分片上提交交易時(shí)， 驗(yàn)證者 將負(fù)責(zé)將用戶的交易添加到分片區(qū)塊中。 信標(biāo)鏈 通過(guò)算法選擇驗(yàn)證器以提出新的塊。如果一個(gè)驗(yàn)證者沒(méi)有被選中提出一個(gè)新的分塊，它們將會(huì)證明另一個(gè)驗(yàn)證者的提議，并確認(rèn)一切都正常。
至少需要 128 個(gè)被稱為 委員會(huì) （ committee ）的驗(yàn)證者來(lái)證明每個(gè)分片塊。委員會(huì)有一個(gè)提出和驗(yàn)證分片區(qū)塊的時(shí)限，這個(gè)時(shí)限被稱為 插槽 （ Slot ），大約為12秒。 每個(gè)插槽只能創(chuàng)建一個(gè)有效區(qū)塊，一個(gè) 周期 （ Epoch ，大約6.4分鐘）有 32 個(gè)插槽。
每個(gè)周期過(guò)后，委員會(huì)都由不同的、隨機(jī)的參與者解散與重組，重組過(guò)程由一個(gè)半隨機(jī)算法 RANDAO 來(lái)選擇，以此避免惡意節(jié)點(diǎn)的操縱。

ETH2.0使用 Cassper 終局協(xié)議來(lái)確認(rèn)一個(gè)新的區(qū)塊是否得到足夠的證明，即只要2/3的插槽同意（即當(dāng)前參與計(jì)算的2/3的驗(yàn)證者節(jié)點(diǎn)），該區(qū)塊就會(huì)被最終確定。而推薦此區(qū)塊的驗(yàn)證者將獲得獎(jiǎng)勵(lì)。因此，在權(quán)益證明的機(jī)制下，每過(guò)6.4分鐘就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的區(qū)塊。關(guān)于Cassper協(xié)議的詳細(xì)說(shuō)明后續(xù)再進(jìn)行探索。

權(quán)益證明的建設(shè)以太坊在15年就已經(jīng)提出，截止至今也才完成了Phase 0信標(biāo)鏈的建設(shè)。而下一階段的與主網(wǎng)合并，再下一階段的分片鏈建設(shè)也一再推遲。雖然PoS的建設(shè)非常緩慢，但無(wú)論如何，權(quán)益證明作為主流的共識(shí)機(jī)制算法之一，也是值得我們探討其設(shè)計(jì)原理。
后續(xù)將會(huì)針對(duì)信標(biāo)鏈的詳細(xì)設(shè)計(jì)、分片等ETH2.0內(nèi)容進(jìn)行探索。

4、區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制之POS和DPOS

工作量證明算法作為區(qū)塊鏈第一個(gè)也是目前經(jīng)受住足夠?qū)嵺`檢驗(yàn)的一個(gè)共識(shí)機(jī)制，解決的是分布式系統(tǒng)交易信息一致性的問(wèn)題，在一個(gè)去中心化的網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建了彼此不信任節(jié)點(diǎn)的信任機(jī)制，也是比特幣成功應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，這一算法的弊端也顯露出來(lái)，比特幣網(wǎng)絡(luò)每秒完成600萬(wàn)億次SHA256運(yùn)算，消耗了大量的電力資源，而最終這些計(jì)算沒(méi)有任何實(shí)際或科學(xué)價(jià)值。這些運(yùn)算存在的唯一目的是用來(lái)解決工作量證明問(wèn)題，另外一個(gè)現(xiàn)實(shí)的威脅便是算力集中，工作量證明本質(zhì)上是利用窮舉法找出符合規(guī)定條件的哈希值的過(guò)程，算力越強(qiáng)，獲得記賬權(quán)(即挖到礦)的可能性便越高，一開(kāi)始是最早利用顯卡挖礦的人，后來(lái)是利用FPGA礦機(jī)的人，再后來(lái)是利用ASIC專用芯片挖礦的人，現(xiàn)在就是不斷制造出更好的ASIC的人，另外還有“礦工”節(jié)點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)組成礦池，如Ghash，Ghash 2014年曾經(jīng)發(fā)表聲明，將在今后確保不超過(guò)40%的全網(wǎng)算力，這類自律聲明是對(duì)比特幣去信任機(jī)制的莫大諷刺。

比特幣自誕生以來(lái)，人們便開(kāi)始嘗試其他除了工作量證明算法之外的其他共識(shí)機(jī)制，如具有代表性的權(quán)益證明POS、委托權(quán)益證明DPOS、拜占庭容錯(cuò)機(jī)制（BFT）及實(shí)用拜占庭容錯(cuò)機(jī)制（PBFT）等，下面將主要介紹POS和DPOS，BFT和PBFT留待下一篇。

權(quán)益證明POS

POS是一類共識(shí)算法，或者說(shuō)是一類共識(shí)算法的設(shè)計(jì)思想，而不是一個(gè)，最早采用POS的是Peercoin。Peercoin是2012年8月，一個(gè)化名Sunny King的極客推出的一類加密貨幣，采用工作量證明機(jī)制+權(quán)益證明機(jī)制，首次將權(quán)益證明機(jī)制引入了加密貨幣。Peercoin引入了“幣齡”的概念，每個(gè)幣每天產(chǎn)生1幣齡，比如你持有100個(gè)幣，總共持有了30天，那么，此時(shí)你的幣齡就為3000。當(dāng)一個(gè)新的區(qū)塊產(chǎn)生時(shí)，其他想獲得記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)同比特幣也需要計(jì)算哈希值，得出滿足條件哈希值的難易與難度值有關(guān)，這個(gè)難度值這里與幣齡成反比，即你的幣齡越大，得出符合條件的哈希值的概率就越大，同時(shí)你的幣齡被清空，記賬后系統(tǒng)會(huì)給予你相應(yīng)“利息”，你每被清空365幣齡，獲得利息為：3000 * 利率 / 365，Peercoin的利率為1%，即0.08個(gè)幣。

可以看出，在POS機(jī)制下，持有幣越多，越容易獲得記賬權(quán)，接近于贏家通吃的感覺(jué)，但持有的幣越多，越接近于一個(gè)誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)槠茐恼麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的損失也越大。Peercoin的POS機(jī)制有一個(gè)漏洞，對(duì)于不持有幣的人而言，他們本來(lái)就沒(méi)什么收益，所以一些惡意攻擊對(duì)于他們則是無(wú)損失的，這就是Nothing-at-stake attack（無(wú)利益攻擊）。后續(xù)的比較成功的POS都引入了對(duì)付這種攻擊的機(jī)制。

以太坊系統(tǒng)的目標(biāo)是在今年引入權(quán)益證明，即Casper。在權(quán)益證明共識(shí)機(jī)制之下，用戶將能夠在以太坊網(wǎng)絡(luò)擁有“幣權(quán)”。用戶如果誠(chéng)實(shí)行事并確認(rèn)了合法交易，將獲得與其股權(quán)成比的利息；如果惡意行事并試圖網(wǎng)絡(luò)中作弊，就會(huì)失去其權(quán)益。

委托權(quán)益證明DPOS

委托權(quán)益證明DPOS是POS的變種，運(yùn)用DPOS的典型如比特股等，其基本原理在于全網(wǎng)投票選出101個(gè)節(jié)點(diǎn)代行記賬權(quán)限，這些代表節(jié)點(diǎn)的權(quán)限完全一致。代表節(jié)點(diǎn)輪流記賬，可以選擇創(chuàng)造區(qū)塊或不創(chuàng)造區(qū)塊。但他們無(wú)法改變交易的詳情，惡意或者遲到的代表節(jié)點(diǎn)的行為也會(huì)被公之于眾，那么網(wǎng)絡(luò)可能將他們簡(jiǎn)單快速地投票驅(qū)逐出去。被驅(qū)逐出去的代表節(jié)點(diǎn)將會(huì)失去他們記賬權(quán)限，以及對(duì)應(yīng)的收入。

DPOS作為是一種弱中心化的共識(shí)機(jī)制，保留了一些中心化系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，如交易速度等(每個(gè)塊的時(shí)間為10秒，一筆交易在得到6-10個(gè)確認(rèn)后大概1分鐘，一個(gè)完整的101個(gè)塊的周期大概僅僅需要16分鐘)，但每個(gè)持幣者都有能力決定哪些節(jié)點(diǎn)可以被信任，并且事實(shí)上，代表節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)降低自己的收入來(lái)贏得更多投票，剩下的收入會(huì)作為股息，支付給所有的比特股持有人。DPOS有點(diǎn)類似于代議制民主及股份公司董事會(huì)制度，都是一種精英制度，但其身份受制于下面的民眾，在DPOS中，幣的持有者至少有權(quán)決定代表節(jié)點(diǎn)—或者說(shuō)礦工的身份。

5、區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制

所謂“共識(shí)機(jī)制”，是通過(guò)特殊節(jié)點(diǎn)的投票，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，如果利益不相干的若干個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠達(dá)成共識(shí)，我們就可以認(rèn)為全網(wǎng)對(duì)此也能夠達(dá)成共識(shí)。北京木奇移動(dòng)技術(shù)有限公司，專業(yè)的區(qū)塊鏈外包開(kāi)發(fā)公司，歡迎洽談合作。下面我們將一下區(qū)塊鏈的幾種共識(shí)機(jī)制，希望對(duì)大家了解區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)有幫助。

因?yàn)閰^(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展， 大家對(duì)共識(shí)機(jī)制這個(gè)詞也不再陌生，隨著技術(shù)發(fā)展，各種創(chuàng)新的共識(shí)機(jī)制也在發(fā)展。

POW工作量證明

比特幣就是使用PoW工作量證明機(jī)制，到后來(lái)的以太坊都是PoW的共識(shí)機(jī)制。Pow相當(dāng)于算出很難的數(shù)學(xué)難題，就是計(jì)算出新區(qū)塊的hash值，而且計(jì)算的難度會(huì)每一段時(shí)間就會(huì)調(diào)整。PoW雖然是大家比較認(rèn)可的共識(shí)機(jī)制,計(jì)算會(huì)消耗大量的能源,還有可能會(huì)污染環(huán)境。

POS權(quán)益證明

通過(guò)持有Token的數(shù)量和時(shí)長(zhǎng)來(lái)決定獲得記賬權(quán)的機(jī)率。相比POW，POS避免了挖礦造成大量的資源浪費(fèi)，縮短了各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間達(dá)成共識(shí)的時(shí)間，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境好的話可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)，對(duì)節(jié)點(diǎn)性能要求低。

但POS的缺點(diǎn)同樣明顯，持有Token多的節(jié)點(diǎn)更有機(jī)會(huì)獲得記賬權(quán)，這將導(dǎo)致“馬太效應(yīng)”，富者越富，破壞了區(qū)塊鏈的去中心化。

DPOS權(quán)益證明

DPOS委托權(quán)益證明與POS原理相同，其主要區(qū)別在于，DPOS的Token持有者可以投票選舉代理人作為超級(jí)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)上生產(chǎn)區(qū)塊并維護(hù)共識(shí)規(guī)則。如果這些節(jié)點(diǎn)未能履行職責(zé)，將投票選出新的節(jié)點(diǎn)。同樣的弊端也是傾向于中心化。

POA權(quán)威證明

POA節(jié)點(diǎn)之間無(wú)需進(jìn)行通信即可達(dá)成共識(shí)，因此效率極高。并且它也能很好地對(duì)抗算力攻擊，安全性較高。但是POA需要一個(gè)集中的權(quán)威節(jié)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證身份，這就意味著它會(huì)損害區(qū)塊鏈的去中心化，這也是在去中心化和提高效率之間的妥協(xié)。

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