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读懂区块链共识机制:PoW、PoS、DPoS

haranN
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当你开始涉猎区块链或加密货币时,似乎经常会遇到 PoW、PoS 等烧脑名词。今天,我们就来聊聊,什么是 PoW、PoS、DPoS。! M% X0 ?! ^% O1 p5 D  e

4 B: `8 h+ e5 ]PoW、PoS、DPoS,用一句话概括,就是区块链的三种主流共识机制。+ T1 o7 ~  l4 X+ t

5 z1 x' u( {& B- W# s8 a而区块链,通俗地说,是一个去中心化的账本。只是这个账本与传统账本不同,不是由会计或少数几个人来记账,而是人人都可以参与记账。, `7 q7 b0 ^. \% G& e/ Y% G. a4 m
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而且,这个记账需要一个大家都认可的规则,即“怎样记账才是有效”,而这个大家认可的规则就是区块链的共识机制。) V3 Y) Y1 Z% a' n' ]1 g$ n
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比如,你们一大家人计划去国外旅游,通过商议后,选了泰国,那么到泰国去旅游就是你们家形成的共识。而商议的方式,是少数服从多数,而少数服从多数就是你们家确定旅游目的地的共识机制。5 m: S8 [6 [( c9 Z. c
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同样,PoW、PoS、DPoS,分别代表区块链网络的三种主要记账规则,它们的作用非常大,直接关系到记账权和相关收益的分配。不夸张地说,共识机制是区块链的灵魂。
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+ J& e8 l9 }( v# @01、PoW(Proof-of-Work)工作量证明机制9 O8 k2 b. T4 R( e

' H" p% V6 D1 n: V* q) _1 ^工作量证明,简单来说 ,就是一份用来确认你做过一定量工作的证明。它就像你的大学毕业证,证明了你确实有四年大学的学习经历。工作量证明机制,就是用工作量结果来证明贡献大小,再根据贡献大小确定记账权和奖励。
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$ z  p% A" v9 A% `这个证明过程,是依赖计算机进行数学运算进行的。可以理解为:大家都去解答同一个题目,谁先算出来,谁就负责记账,并得到相应报酬,这个报酬就是网络产生的数字货币。
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比如,在比特币的网络系统里,谁先解题出来,谁就先得到比特币作为奖赏。
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PoW 的优点是,完全去中心化,公平公正,不需要中心化的管理机构,用户(即节点)之间实现了公平竞争,谁先解出题目,谁就获得相应收益。  j& \! m) s9 f  ]3 ]  S

4 B7 H6 P$ t3 @9 d6 b; o( d其主要缺点是浪费能源。大家一起算题目,都要耗费算力,而最终有效的只有一个用户所做的功,其他人做的都是无用功。( J" T8 f2 ^* g& N3 L* w6 s
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而计算机是靠电力来带动的,大家一起用计算机算题,其实也耗费了大量电力资源。比如比特币就是采用 PoW 共识机制,每年需要消耗价值几十亿美元的电力,一直遭人诟病。
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02、PoS(Proof-of-Stake)权益证明机制* ^( b# n0 y/ z% H% J2 w

0 E% L' {1 E% S" {4 ~; S权益证明机制,即拥有越多股权,就可以获得更多奖励。这里的股权是指你持有的数字货币的数量和时间,根据它来分配权益,类似股票的分红制度。
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你持有的币越多,持有的时间越长,即币龄(币龄=持币数*持币时间)越大,就能拿到越多的分红,也就有更大的记账权利。! Y5 W$ w6 B- L" r7 d. ~$ k
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PoS的优点有三个:
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$ Z$ Y6 j; f6 ?/ P) f一是耗能少,不需要像工作量证明机制一样,耗费大量的能源。- c9 l$ W. W3 E

0 C/ B3 ]/ p# u; q7 k! ~+ q' o二是作恶成本高昂,想要攻击网络的话,必须要有51%的币龄,这个难度就很大了,不但需要大量的币,还要持有足够长的时间;
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三是达成共识的时间短,网络环境好的话,可实现毫秒级速度。
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1 }) R6 K' ?" E  A+ J( lPoS 的缺点有两个,一是持币趋于集中化,因为持有的币越多,时间越长,分配的收益越大,获得的币越多,使币过于集中;另一个是流动性变差,持币有收益分配,就没有动力去套现,会屯币不动,开启躺赚模式,导致币的流动性变差。4 c3 ^3 O4 e! B' N

% {+ V( O  |& |4 Z1 a) |03、DPoS委托权益证明机制
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+ v: l/ {6 x- O: xDPoS 委托权益证明机制,是在 PoS 基础上优化而来的,通过投票选举的方式,选出生产者,代表他们履行权利和义务,而不是用算力来决定。
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如果生产者不称职,随时可能会被投票出局。投票的权重和分配的收益,都是按照持有的加密货币数量占总量的百分比来计算的,51%的股东的投票结果是不可逆且有约束力的。
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) r6 d7 q9 k/ ^; C0 ~5 d( fDPoS 和股份制公司类似,普通的股民不能进董事会,要通过投票选举代表来组成董事会,用每个人手上的数字货币计算权重,再根据权重投票选举出能代表他们权益的人,代理记账。
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- c% ^. t/ v, e% h2 x& r7 YDPoS 的优点是,记账节点数量少,协作高效,记账效率高。其缺点是减弱了去中心化的程度,由选出的代表进行记账,存在一定的中心化控制。
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% r6 c  Q7 @2 g" N0 E04、结语目前,还没有任何一种共识机制是完美的,都有各自的短板。随着区块链技术地不断发展,共识机制也会不断优化,未来可期。
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