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区块链中常见的共识机制

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一.PoW

    依靠机器进行数学运算来获取记账权,对资源的消耗很大,共识机制高,可监管性弱,与此同时每次达成共识需要全网共同参与,性能效率比较低,在容错性方面,允许全网50%的节点出错,优缺点同样也很明显。

    PoW的优点:完全去中心化,节点自由进出。

    PoW的缺点:目前比特币已经吸引了全球大部分的运算能力,其他再使用PoW共识机制的区块链应用很难获得相同的计算能力来保障自身的安全,同时由于挖矿造成大量的资源被浪费,共识达成的周期很长。

    目前使用PoW的项目主要有:比特币、以太坊的前三个阶段,Frontier(前沿)、Homestead(家园)、Metropolis(大都会)。而以太坊的第四个阶段:S热热你同意(宁静)将采用权益证明机制。

    二.PoS

    在PoW中,一个用户可能拿1000美元来购买计算机,并加入网络来挖矿借此来产生新的区块,从而得到奖励。而在PoS中,用户则可以拿1000美元来购买等价的代币,并将这些代币作为押金放入到PoS机制中,这样一来用户就会有机会因为产生新的区块而得到奖励。

    PoS的优点:在一定程度上缩短了共识达成的时间,不再需要消耗大量的能源去挖矿。

    PoS的缺点:还是需要挖矿,没有从本质上解决商业应用的痛点,所有的确认都只是一个概率上的表达,而不是一个确定性的事情,理论上有可能存在其他攻击的影响。

    三.DPOS

    DPOS的主要工作原理为,每一个股东按其持股比例拥有相应的影响力,51%的股东投票结果将是不可逆并且有约束力的,其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准,为了达到这个目的,每个股东可以将其股票授权于一名代表,获得票数最多的前100位代表将按照既定的时间表轮流产生区块,每一位代表分配到一个时间段来产生区块。

    四.Pow+Pos混合

    这种混合的共识方法为所有矿工(工作量证明法支持者)和代币持有人(权益证明法支持者)提供了赢得区块的平等机会。矿工可以通过增加工作量来提升赢得区块的机会,代币持有者也可以通过持有更多代币来增加他们(赢得区块)的机会。每个群体都有50%的机会获胜。

    五.Pool验证池

    Pool验证池,基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证机制;是目前行业链大范围在使用的共识机制

    优点:不需要代币也可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础上,实现秒级共识验证;

    缺点:去中心化程度不如bictoin;更适合多方参与的多中心商业模式

    六.PBFT:实用拜占庭容错算法

    PBFT是一种状态机副本复制算法,即服务作为状态机进行建模,状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态,同时也实现了服务的操作。将所有的副本组成的集合使用大写字母R表示,使用0到|R|-1的整数表示每一个副本。为了描述方便,假设|R|=3f+1,这里f是有可能失效的副本的最大个数。尽管可以存在多于3f+1个副本,但是额外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。
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