区块链共识机制

 2023-05-08 22:33:19发布 2023-08-30 13:47:29更新

区块链项目需要使用一种共识机制来协调网络中的所有节点,以确保所有交易和数据的一致性。目前,最常见的共识机制包括工作量证明(Proof of Work,PoW)、股份证明(Proof of Stake,PoS)和委托证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)。

PoW(Proof-of-Work)工作量证明

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。

这个证明过程,是矿工们花费大量资金购买昂贵的硬件设备,消耗电能进行连续计算,通过暴力破解答案解决比特币的挖矿算法。计算机进行数学运算进行的。可以理解为:矿工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虚拟货币。

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。

POW优点:
完全去中心化,公平公正,任何人都可以加入,不需要中心化的管理机构,矿工(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。

POW缺点:
消耗能源 – 大家一起算题目,都要耗费计算机算力,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。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。如比特币每年需要消耗价值几十亿美元的电力。
吞吐量低 – 最低每秒几笔的交易速度无法拓展

POW代表项目有比特币(BTC)、狗狗币(DOGE)、莱特币(LTC)、以太经典(ETC)、门罗币(XMR)等。

PoS(Proof-of-Stake)股份证明

POS为了减少能源消耗的同时保证应用的扩展而诞生,拥有越多虚拟货币即拥有越多股权,就可以获得更多奖励。这里的股权是指你持有的虚拟货币的数量和时间,根据它来分配权益,类似股票的分红制度。
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。

POS优点:
能效更高 – 无需使用大量能源,且每秒上千笔的处理速度
门槛更低、硬件要求下降 – 无需购买高性能硬件以便获得创建新区块的机会
由于能源需求低,发行较少的虚拟货币就可以激励大家参与
与工作量证明相比,对不当行为的经济处罚让 51% 攻击的代价呈指数级增加。
如果 51% 攻击是为了攻破加密经济的防御,那么社区可以求助于诚实链的社会恢复。

POS缺点:
容易出现强者恒强的情况,持币大户持币生息,从而有可能出现垄断问题。
某些POS项目由于节点数量过少而过于中心化

POS代表项目有以太坊(ETH)、艾达币(ADA)、Solana(SOL)等。

DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明

股份授权证明是一种结合了PoS和投票机制的共识机制,在DPoS中,持有虚拟货币的人可以委托他们的记账权给其他节点,从而增加了网络的效率。这种机制比PoS更快,同时,DPoS还采用了一些其他的机制来增加网络的安全性。例如,网络会定期选举一批节点,这些节点会负责验证和记账。如果节点没有正确地履行其职责,则可能会失去他们的委托权。此外,DPoS还支持可选的惩罚机制,例如罚款或撤销委托权,以惩罚恶意节点。

Dpos优缺点几乎与POS一样。

Dpos代表项目有Steem和EOS等。

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