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比特池塘 区块链前沿 正文

深入了解区块链的共识机制

枪手本色戮
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前言) A$ ^* m. h; c$ G7 g6 {: j
区块链上的共识机制有多种,没有一种共识机制是完美无缺的,或者说适用于所有应用场景的。各共识机制都有其优缺点,有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。
. s+ f: u0 C1 l: L7 `8 i0 a7 \) `* W工作量证明(PoW)机制
5 a) R" _+ A. I, N9 Y, @; q4 S2 u
/ @; b  d4 J+ a  e! U一句话介绍:按劳分配,多劳多得!
; `9 E& D% s; |工作量证明(Proof of Work,简称PoW)通常只能从结果证明,因为监测工作过程通常是繁琐且低效的。依赖机器进行数学运算来获取记账权,资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱,同时每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性方面允许全网50%节点出错。5 f; [8 w6 n3 x  `# O3 i7 C
典型币种:BTC2 T) g& U8 [4 ^
优点:, ?1 Z8 R& G  P
1、算法简单,容易实现;) q, G3 a- s3 O" S6 c( t5 B# x* i) R
2、网络资源消耗少;1 l7 C; @& k% [" C4 [5 {# O
3、安全度高,破坏系统需要投入极大的成本;, B  ?" Y# p8 b+ `$ S1 _
缺点:
3 v2 T, |2 }7 ^0 G1、算力的消耗与浪费 1 W5 \6 U6 T- _; k" k; `
2、算力集中化凸显
1 X1 K7 L. ^  I( A/ |+ ]3、共识达成的周期较长;
+ P: \7 e% ]: ~: H( g9 J' m4、产生分叉概率较高* K6 d8 j: J# e6 H: D" b) N5 R
" c* b  n( l7 t8 M# N
权益证明(PoS)机制- s( n  h: ~( M- p* R% d  n3 u; U
$ b% ~1 ]& p- o4 o1 n
一句话介绍:持有越多,获得越多。8 O. Q/ I% p% ~, q

5 b1 D" ?7 b& ^权益证明(Proof of Stake,简称PoS):这种模式会根据你持有加密货币的数量和时间,进行利息发放和区块产生。1 z: T  Y% w8 z- i9 `( V4 Y
典型币种:NXT(未来币)% O. A0 y1 w7 u' E- s
优点:. B( ?3 `, {; L9 }) k
1、在一定程度上缩短了共识达成的时间; ! ], s5 s3 q1 I
2、资源消耗少 8 [) A" ^; R- V4 l0 ]2 O
缺点:
4 o: u5 p5 ]  l: E0 b1、实现较为复杂
( D* e+ p( _6 |3 U# w2、安全度较低,中间环节较多,容易产生安全漏洞
) Q  g# a  B$ Q- Y3、网络流量压力大# e, @' v& v- o' v4 g- {

) L; `. M' H7 |  H8 o$ G PoS+PoW机制) ^2 m; |# }+ A: f1 y( i# G: `
# E$ X# c6 U9 }* H5 x2 |9 r9 I
一句话介绍:币天多,是老板,币天少,是员工( Z& N/ T, Z2 I2 X1 d2 V0 x
/ L7 ^) W7 t7 o; F7 L% i
PoS+PoW机制中,区块被分成两种形式:PoW区块、PoS区块,即采用工作量证明机制PoW发行新币,采用权益证明机制PoS维护网络安全。
0 D( J7 S3 M* ?; o7 q典型币种:PPC(点点币)
8 R* Q7 F! d% P' N% i0 ]优点:( c# t" s. B! o  W
1、网络安全较高,增加了51%算力攻击成本' _$ _0 L4 y7 s
2、无须大量消耗能源6 q& Z! x. b7 [( G) P4 T, f0 }* H- t
缺点:
3 }6 T4 C+ C4 _0 y1、币天数多的掌握主链& \$ Q! T2 J( n2 x
股份授权证明(DPoS)机制
+ f; K' ]* ]# t% U+ B% x4 e1 Q) d; x5 E) l( r* O0 T$ l  t- S
一句话介绍:选举“人大代表”,代理记账* s" F7 B! k7 K6 m, M
它与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人,由代理人验证和记账,但其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,进行代理验证和记账。' P( {1 Q5 w- p/ h- [
典型币种:BTS、EOS
0 r' j: ~6 u8 s, y3 ~* i优点:7 p8 ^1 a- Z, g! {+ ?5 N5 ?
1、资源消耗少
  J9 Z& y8 j% b( z  F+ p# {2、网络资源消耗少# j6 f6 w% b" w
3、大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证
8 v! q  @$ d: G  I0 \: g. x4、吞吐量高
; d' }) C# a! ~" S; U( e缺点:
5 V0 o, b; Z( g* W2 l2 a1、实现较为复杂5 U; O: f- r* E
2、安全度较低,中间环节较多,容易产生安全漏洞
& n8 a9 l7 F* U) Y/ b2 r, h' d6 N3、整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的。! I' j+ M: }' S3 l4 z& E
瑞波共识协议(RCP)& L. f" g' U( X( o
5 q: O3 F! Q' T
一句话介绍:中心化,新成员入会,需会员投票通过!
6 e; A8 Q  T2 u1 A& J8 W' O. P瑞波共识算法使一组节点能够基于特殊节点列表形成共识。初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由该俱乐部51%的会员投票通过。共识遵循这些核心成员的“51%权利”,外部人员则没有影响力。由于该俱乐部由中心化开始,它将一直是中心化的,而如果它开始腐化,股东们什么也做不了。与比特币及Peercoin一样,瑞波系统将股东们与其投票权隔开,因此,它比其他系统更中心化。
( J. Y* [  N% A2 o- ^3 I 6 F( S: B: p$ x  W
除上述机制外,还有恒星共识协议(SCP)、改进型实用拜占庭容错机制(PBFT)和Pool验证池机制等共识机制。区块链上的共识机制有多种,没有一种共识机制是完美无缺的,或者说适用于所有应用场景的。各共识机制都有其优缺点,有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。
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