關于區塊鏈的共識機制，你想知道的都在這！｜幣評君_POW:加密貨幣市場還有未來嗎知乎

區塊鏈的本質是一個分布式的去中心化的數據庫，共識機制就是維護這個數據庫正常運轉的必要條件，理解了共識機制，也就明白了區塊鏈的工作原理，幣評君給大家講講區塊鏈世界的共識機制有幾種形式？優缺點又是什么？

共識機制是什么？

區塊鏈本質是去中心化，去中心化的核心是共識機制，區塊鏈上的共識機制主要解決由誰來構造區塊，以及如何維護區塊鏈統一的問題。

共識機制的必要性？

分布式系統中，多個主機通過異步通信方式組成網絡集群。在這樣的一個異步系統中，需要主機之間進行狀態復制，以保證每個主機達成一致的狀態共識。錯誤信息可能出現在異步系統內并不斷傳播，因此需要在默認不可靠的異步網絡中定義容錯協議，以確保各主機達成安全可靠的狀態共識，這就是共識機制誕生的必要性。

央行數研所公布兩項關于區塊鏈共識、數字貨幣支付的新專利:10月13日消息，中國人民銀行數字貨幣研究所的兩項專利近日公布，一是區塊鏈共識方法及裝置。該專利于2022年5月20日由清華大學和數研所聯合申請。發明人包括數研所所長穆長春、副所長狄剛等在內。該發明可有效提升共識效率和交易吞吐量。二是一種數字貨幣的流轉方法及系統。該專利于2022年6月10日由數研所和上海古鰲電子科技股份有限公司聯合申請。本申請對應的數字貨幣發行及流轉采用無差別的各地就近部署的方式，便于通過動態擴容來支持大規模并行處理數字貨幣的支付。[2022/10/13 14:26:40]

幾種共識機制

在區塊鏈網絡中，由于應用場景的不同，所設計的目標各異，不同的區塊鏈系統采用了不同的共識算法。每種共識算法都不是完美的，都有其優點和局限性。

動態 | 2019夏季達沃斯明日開幕 議程中共有五場關于區塊鏈和加密貨幣議題的論壇:2019年7月1日，大連再次迎來“達沃斯時間”。在為期3天的議程中，共有五場關于區塊鏈和加密貨幣議題的論壇，分別圍繞在區塊鏈投資、區塊鏈慈善、區塊鏈基礎設施建設和區塊鏈供應鏈金融領域。[2019/6/30]

一般來說，在私有鏈和聯盟鏈情況下，對一致性、正確性要求很高，會采用強一致性的共識算法。而在公有鏈情況下，對一致性和正確性要求稍低，通常采用最終一致性的共識算法。

▌PoW工作量證明

整個系統中每個節點為整個系統提供計算能力(簡稱算力)，通過一個競爭機制，讓計算工作完成最出色的節點獲得系統的獎勵，即完成新生成貨幣的分配，簡單理解就是多勞多得，bictoin、LTC等貨幣型區塊鏈就應用POW機制。

動態 | 火幣與新加坡合作推出關于區塊鏈的新課程:據Cryptovest消息，火幣集團今日表示，已與總部位于新加坡的全國貿易聯盟大會學習中心（NTUC）合作，為該地區的加密貨幣愛好者和金融科技專業人士推出一系列關于區塊鏈的新課程。火幣表示，這些課程將涵蓋比特幣和分布式賬本技術的基本方面，重點是加密貨幣的實際用途。[2018/8/31]

優點

完全去中心化節點自由進出，算法簡單，容易實現破壞系統花費的成本巨大，只要網絡破壞者的算力不超過網絡總算力的50%，網絡的交易狀態就能達成一致

缺點

浪費能源，這是最大的缺點區塊的確認時間難以縮短，如bictoin每秒只能做7筆交易，不適合商業應用新的區塊鏈必須找到一種不同的散列算法，否則就會面臨bictoin的算力攻擊對節點的性能網絡環境要求高容易產生分叉，需要等待多個確認無法達成最終一致性

溫州市正在組織調研關于區塊鏈人才培養和引進的專題:浙江在線5月16日消息，5月初，浙江省政府舉行“區塊鏈技術及應用”專題學習會，指出浙江要打造區塊鏈人才高地。溫州市委組織部調研室主任黃萬華表示，區塊鏈的人才目前在溫州很稀缺，按照省委、省政府的要求，眼下他們正在組織調研關于區塊鏈人才培養和引進的專題。[2018/5/16]

▌PoS權益證明

也稱股權證明，類似于你把財產存在銀行，這種模式會根據你持有加密貨幣的數量和時間，分配給你相應的利息。

優點

對節點性能要求低，達成共識時間短

缺點

沒有最終一致性，需要檢查點機制來彌補最終性

▌DPOW委托股權證明

DPOW是PoS的進化方案，在常規PoW和PoS中，任何一個新加入的區塊，都需要被整個網絡所有節點做確認，非常影響效率。

金色財經獨家消息 中倫文德陳云峰談《人民日報·三問區塊鏈（經濟熱點）》：未來會有關于區塊鏈技術標準及應用層面的法律法規出臺:金色財經獨家消息，中倫文德陳云峰律師針對《人民日報·三問區塊鏈（經濟熱點）》的內容作出回復，陳云峰表示：“區塊鏈技術的價值得到越來越廣泛的認可。從2016年起，我國政府多次從國家戰略角度鼓勵區塊鏈技術發展，并支持金融、醫療、政府監管、食品溯源等領域的應用，由于區塊鏈本身的技術特性，比如智能合約、共識機制等，對現有法律關系會產生一定的影響，所以接下來也會有關于區塊鏈技術標準及應用層面的法律法規出臺，以使得基于區塊鏈技術的場景受到法律規范。”[2018/2/26]

DPoS則類似于現代董事會的投票機制，通過選舉代表來進行投票和決策。被選舉出的n個記賬節點來做新區塊的創建、驗證、簽名和相互監督，這樣就極大地減少了區塊創建和確認所需要消耗的時間和算力成本。

優點

大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證

缺點

犧牲了去中心化的概念，不適合公有鏈

▌PBFT實用拜占庭容錯

實用拜占庭容錯機制是一種采用“許可投票、少數服從多數”來選舉領導者并進行記賬的共識機制，該共識機制允許拜占庭容錯，允許強監督節點參與，具備權限分級能力，性能更高，耗能更低，而且每輪記賬都會由全網節點共同選舉領導者，允許33%的節點作惡，容錯率為33%。實用拜占庭容錯特別適合聯盟鏈的應用場景。

優點

會背離中心化，加密貨幣的存在及獎勵機制會產生馬太效應，讓社區中的窮者更窮，富者更富共識效率高，可實現高頻交易

缺點

當系統只剩下33%的節點運行時，系統會停止運行

▌dBFT授權拜占庭容錯

這種機制是用權益來選出記賬人，然后記賬人之間通過拜占庭容錯算法達成共識。授權拜占庭容錯機制最核心的一點，就是最大限度地確保系統的最終性，使區塊鏈能夠適用于真正的金融應用場景。

優點

專業化的記賬人可以容忍任何類型的錯誤記賬由多人協同完成，每一個區塊都有最終性，不會分叉算法的可靠性有嚴格的數學證明

缺點

當三分之一或以上記賬人停止工作后，系統將無法提供服務當三分之一或以上記賬人聯合作惡，可能會使系統出現分叉

▌Pool驗證池

基于傳統的分布式一致性技術，加上數據驗證機制。

優點

不需要加密貨幣也可以工作，在成熟的分布式一致性算法基礎上，實現秒級共識驗證。

缺點

去中心化程度不如bictoin，更適合多方參與的多中心商業模式。

▌Paxos

這是一種傳統的分布式一致性算法，是一種基于選舉領導者的共識機制。領導者節點擁有絕對權限，并允許強監督節點參與，其性能高，資源消耗低。所有節點一般有線下準入機制，但選舉過程中不允許有作惡節點，不具備容錯性。

Paxos算法中將節點分為三種類型：

proposer：提出一個提案，等待大家批準為結案。往往是客戶端擔任該角色

acceptor：負責對提案進行投票。往往是服務端擔任該角色

learner：被告知結案結果，并與之統一，不參與投票過程。可能為客戶端或服務端

Paxos能保證在超過50%的正常節點存在時，系統能達成共識。

▌瑞波共識機制

瑞波共識算法使一組節點能夠基于特殊節點列表形成共識，初始特殊節點列表就像一個俱樂部，要接納一個新成員，必須由該俱樂部51%的會員投票通過。共識遵循這些核心成員的“51%權利”，外部人員則沒有影響力。由于該俱樂部由中心化開始，它將一直是中心化的，而如果它開始腐化，股東們什么也做不了。與bictoin及Peercoin一樣，瑞波系統將股東們與其投票權隔開，因此，它比其他系統更中心化。

▌Peercoin

Peercoin，混合了POW工作量證明及POS權益證明方式，其中POW主要用于發行貨幣，未來預計隨著挖礦難度上升，產量降低，系統安全主要由POS維護。

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