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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
5 t/ m7 W& J+ J' x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。# S1 K, H* O& [) L; ~
工作量证明(PoW)机制- n+ W( S3 Y) |

% c- r3 z$ i* ^/ `  J( }! B' C一句话介绍:按劳分配,多劳多得!
9 D$ b- Y! h( D# b- @/ 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。
; ?  [3 [  b  n6 I, p# X; s" l3 T典型币种:BTC
8 ^/ T7 I( [# Z+ X2 t, y9 v) ]- W优点:( v, A7 ^. n9 f0 E2 m3 N
1、算法简单,容易实现;
, R* ~4 m# T8 @  a2 X2、网络资源消耗少;+ Q' e$ `! n! I" E8 G# q$ |7 B
3、安全度高,破坏系统需要投入极大的成本;3 L/ |; a4 F1 f$ K  ?
缺点:
( m6 l6 V3 R/ y* N- D1、算力的消耗与浪费
9 Y$ D2 O8 N% ?2、算力集中化凸显
$ c1 X/ c7 H4 ]3、共识达成的周期较长;( v. j% q" T* z, F% p
4、产生分叉概率较高; S0 g5 Y. W8 j: [+ A( ^/ r- u9 N
; q8 t( n! M6 T
权益证明(PoS)机制
2 N8 ]2 m! Q* I
' ~1 @$ n& ^: ]8 P; g$ `9 v6 }7 x一句话介绍:持有越多,获得越多。
- }1 X. z1 v: G0 g$ s
+ J1 ^) c* b. x1 L# Q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。
+ Y/ J3 j. ]9 q% g) A典型币种:NXT(未来币)
" L! {+ z3 N, K# a+ |$ F. E优点:
3 g8 s% W8 z8 r, t* Q  r( O1、在一定程度上缩短了共识达成的时间;
7 L5 G- O% }- M) z! V4 D/ U2、资源消耗少 ! f$ y' i3 H  }* f: \: D
缺点:# n1 `( p. K3 L$ `
1、实现较为复杂
" R) e7 ~- z: S. ~2、安全度较低,中间环节较多,容易产生安全漏洞2 |3 V* m' \0 C. j7 E6 ^
3、网络流量压力大
3 t& @7 T, X3 o2 j& }1 Y7 p
7 K# o+ U" h5 ]' X4 x: s( L7 p PoS+PoW机制4 Q- S% i8 \5 E+ V0 ?8 [% t
3 L8 ]7 a& \9 W# @# j
一句话介绍:币天多,是老板,币天少,是员工
1 V4 o+ @7 f* u- ^  d8 Y& i& Z& B* D. ~
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。+ \" k  g4 t0 D* u/ J# w
典型币种:PPC(点点币)
& S# x, u! w; w5 }# R- P% [1 J优点:
. ^* b  T7 h  k# Q8 E1、网络安全较高,增加了51%算力攻击成本( W5 y5 O5 {* f9 B8 ]! t" v$ v
2、无须大量消耗能源, d( P; M3 E& N6 F/ I
缺点:
) E8 B3 _, s% M$ l* [1、币天数多的掌握主链2 M2 r, A: `" V) s
股份授权证明(DPoS)机制
. ]0 O, r! ?! h4 f5 e2 B* L& c# H1 k6 ^) ^
一句话介绍:选举“人大代表”,代理记账  o; g; N3 A) m& O0 A* v" U$ _
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。
2 O7 o& c, D3 W典型币种:BTS、EOS / g, g8 A7 i( i* x- B1 D: R4 J
优点:
2 l$ i+ A2 m8 {+ r9 G: |" i1、资源消耗少
/ P& `1 M: _  @' H" Q9 V2、网络资源消耗少( y7 d, i6 o- [( ?
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( c7 Z' ~" ~& N4 V+ z% \3 M. N& v/ k; _
4、吞吐量高
: D: a1 q' B1 b0 e- s) V( h缺点:# o9 h7 L) w- j# B* D  f
1、实现较为复杂
$ A9 Z* n6 ^: q2 s( S  ]2 p" ^2、安全度较低,中间环节较多,容易产生安全漏洞5 S) Y8 e, ]7 `7 t0 c8 I& O4 t
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。
( F2 G0 a, q) t& ?2 ~瑞波共识协议(RCP)/ E5 v$ q' a9 u) `$ c

' F* ^, D( Y$ {9 A: T8 X一句话介绍:中心化,新成员入会,需会员投票通过!
1 ~+ b) @( i/ U- R/ _6 E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。
3 m: U* T4 V  J: _0 [# O1 B
# O8 W. }, F  f- i9 `0 @) A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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