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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  u6 r9 l$ g! m" M; ^
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。
" w6 k( I! Y7 p6 I( G  T7 T5 d工作量证明(PoW)机制
$ u7 m/ [$ M2 e* v
! c2 y; @5 Y: O6 l一句话介绍:按劳分配,多劳多得!
5 g  ]4 C. [% `9 c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。. Z, o0 b( |7 _7 j0 p2 r0 h4 b4 y) x
典型币种:BTC2 _( D0 n4 o5 l
优点:
# s$ A: J$ A' x5 x2 h9 A1、算法简单,容易实现;" S  `0 h9 L, S) ^! O
2、网络资源消耗少;
) u, Z1 n, e' |' i- w: L3、安全度高,破坏系统需要投入极大的成本;7 X0 j. }+ k9 V$ u/ Y# _" F
缺点:/ @, H  A% T# m% N2 ]! O0 t
1、算力的消耗与浪费 ) _0 p* F0 ]8 [, b7 }6 U  @
2、算力集中化凸显/ V+ ~# ^, n5 E. [' \
3、共识达成的周期较长;% s/ A' x6 a* g$ n3 r+ }
4、产生分叉概率较高
# X2 F4 n% T+ O2 }  Z
! a( b  v$ I) V" y" s: B8 F 权益证明(PoS)机制. V& N8 i3 u$ M

5 b8 k8 U2 f5 P8 ~- Y一句话介绍:持有越多,获得越多。
& d0 y* Z7 s4 v. D% z. b* b  l) [# ]0 p7 y9 K
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。
- G+ G+ ]) A9 }4 r% X典型币种:NXT(未来币)
8 o! P. ^: v6 H* {# O, P优点:
1 ?8 ?- a4 E* R2 S1、在一定程度上缩短了共识达成的时间; 1 t9 L+ \# d( ~8 N
2、资源消耗少 / u( N" @; Q* v# g0 P3 h% s7 C6 K
缺点:% N" f/ u: V9 l( C' b
1、实现较为复杂+ Z" h9 ~7 n* i/ R2 J" @/ t
2、安全度较低,中间环节较多,容易产生安全漏洞- v# Q' P. C5 O+ k; }, q
3、网络流量压力大
  [5 X8 U4 e1 z7 c% u6 v$ T, l( h! F7 e# r) X# ^
PoS+PoW机制
6 Y: s5 x9 c% z) t* X1 V; N' Y% ?  d- a
一句话介绍:币天多,是老板,币天少,是员工
& D3 b) [: G6 [( |
7 q! D# t6 X% T; M( YPoS+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。- \/ S0 M/ u' [& V( ]' E
典型币种:PPC(点点币)8 C1 X6 ]2 |7 |% I5 g
优点:
( _  j, P( q# _/ \& g( M" e3 w8 E1、网络安全较高,增加了51%算力攻击成本; h( p, g! e: m' q/ E. f: a
2、无须大量消耗能源/ h; y& D& M: z, X, H  R) }; {* K
缺点:
$ I1 k9 B5 v4 n3 h* u1、币天数多的掌握主链
; q5 |# r9 s% Q6 O- `, b/ m股份授权证明(DPoS)机制4 _, ?+ `; d  h: u* \# _$ {( Y
. k* k! E5 u8 t6 N* o" W
一句话介绍:选举“人大代表”,代理记账
( _* W6 j2 f2 F6 T$ n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。+ d$ W/ \4 s  }, C1 Y
典型币种:BTS、EOS
; N; O& w, g' \3 B优点:. X! h0 ]( f: k: [3 g
1、资源消耗少
" U, u' I8 t; ]+ }2 Z3 E2、网络资源消耗少
% h. u7 p# D  H  @5 |8 B* D3、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' e3 v6 r3 W3 ^, `
4、吞吐量高- ]% a) b$ i+ A1 j7 X: }0 N5 @: h5 @
缺点:
4 j8 ?1 K+ u  N$ ^1、实现较为复杂! B4 ]; ?) c9 e7 O" M4 U. U0 ^8 G
2、安全度较低,中间环节较多,容易产生安全漏洞) [& i$ w- K; J/ {7 [1 Y6 s
3、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。
. P- D* ~( j( Z. v" }- ^瑞波共识协议(RCP)
; ^8 g5 @( U6 q2 m8 Q% S, ~
. L1 ~. a- e& v: S! y& X一句话介绍:中心化,新成员入会,需会员投票通过!, ~6 l( J9 k# n- R/ Y
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。5 U& S8 Y  z8 m, i+ L) j

+ M/ u/ @7 A7 c' c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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