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主流共识机制PoS、PoW与DPoS、PoU对比演变

当前位置:首页 > 区块链 > 区块链知识 发布时间:2019-05-07编辑:来源:www.chgold.com阅读数: 手机阅读
常见的共识算法有:PoW、PoS、DPoS、PoU。那么,这些共识算法具体是怎么回事呢?今天我们就展开来讲一讲。

在区块链这个虚拟的世界,陌生人之间工作关系的建立、工作进度的推进以及工作内容的完成,都离不开通过一定的方式达成一致性意见,这个方式就是“共识机制”。区块链中的共识是需要在整个生态里都认可的,所有的角色不论是生产者、消费者、矿工等都遵循的一个奖惩机制。共识算法是决定了贡献者的奖励与权益。

为什么需要共识?共识,指一个社会不同阶层、不同利益的人根据一定的治理结构和议事规则,所寻求的共同认识、价值、理想。在区块链里,“共识”的意思是参与者就某一区块链状态达成共同的认识。区块链共识机制是去中心化的保障。比如,银行和支付宝是中心化的,对于价值的分配,组织的治理等,都需要由这个中心自身来制定规则。对于非规则制定者而言,只能选择参与或不参与到这个规则下来。中心化的传统模式,价值的流通完全取决于中心自身,风险大,损耗高。而对于区块链,它的一个基本特征,是去中心化的点对点对等网络,即网络上的各节点地位同等,没有哪一方处于支配地位。所以,任何计划、决定、意见的生成、改变、撤销,都需要由所有节点通过某种机制来共同达成。这就是区块链的共识。达成这些共识所需要运用的工具与方法,就是共识机制。很明显,去中心化的区块链网络,相比中心化的互联网,是一个损耗更低,效率更高的世界。在当下的区块链世界,最流行的共识机制有这几种:PoW、PoS、DPoS.

PoW Proof of Work工作量证明,是指通过一定的工作量来证明你在区块链网络上众多节点中有记账权利。什么工作呢?拿比特币来说,就是挖矿,即通过计算机运行某个开源程序,解一道数学题。谁先解出这道数学题,谁就有权利生成一个数据区块(并得到比特币作为奖励),即记账。然后将这个数据区块全网广播,让其他节点复制。PoW是一个多劳多得的模式。但我们知道,一个人的劳动成果跟个人能力有关,有的人可以一个小时解出20道数学题,有的人只能解出10道。对于计算机而言也是一样的,运算能力越高的计算机,挖矿成功的概率越大。为了获得更多的比特币,一些人花费巨大的成本制造算力高(同时能耗也高)的计算机。那么,这就仍然会导致一个“谁有钱谁有话语权”的局面,即现在的算力垄断。据了解,由于中国人对于挖矿的热情,现在全世界超过40%的比特币算力集中在中国。优点完全去中心化节点自由进出,算法简单,容易实现破坏系统花费的成本巨大:要攻击系统的话,需要攻克全网超过51%的节点,而PoW要求的计算时间是巨大的,更不用说难度了缺点能源耗费巨大处理效率低:比如对于比特币而言,每秒只能处理7笔交易容易产生垄断:现在的BTC.COM、蚂蚁和微比特,一共控制了超过51%的算力,如果他们联合起来,或者被黑客控制,那么就可能会发生51%攻击PoS Proof of Stake权益证明。人们对于PoW越来越中心化的算力分布感到害怕,于是POS诞生了。简化来说,PoS就是谁持币的数量多(实际上还有一个时间加权),谁就有更大的机率获得记账权。POS是通过持币而产生利息,对于验证人/节点进行奖励。先引入一个概念:币天。币天=持币数量×持有天数当你获得利息后,币天被清零。比如,你有100个币,持有了30天,那么,你的币天=100×30=3000。这时,如果你发现一个PoS区块,你的币龄就被清零。PoS就像到银行存钱,银行根据你存钱的多少和存钱的时间,给你算利息。总的来说就是:持币有利息;持币越多收入越多;收入越多越有机会获得记账权利。优点缩短了共识达成的时间,效率高节省能耗,因为不需要大量算力来解题缺点拥有权益的参与者因为可以持币获得利息,所以卖币意愿不强烈,容易产生垄断所有的确认都只是概率上的表达,存在其他攻击的可能性挖矿成本低,硬分叉十分容易DPoS Delegated Proof of Stake授权股权证明机制。DPoS由BitShares社区先提出,就是在POS的基础上再加一个限定条件——选举:每一个持币者都可以进行投票,由此产生一定数量的代表,按照既定时间表,轮流产生区块。如果代表没能很好的行使权力(比如产生区块),他们会被除名,网络会选出新的超级节点来取代他们。由于持币者可以通过投票更换这些代表,以维系链上系统的“长久纯洁性”。优点大幅缩减了参与验证和记账节点的数量,提高了效率,可以达到秒级的共识验证最大化持币人的盈利最小化维护网络安全的费用缺点弱中心化,违背了去中心化的初衷整个共识机制然依赖代币PoU Proof of Utility效用证明机制。PoU由Jura社区先提出,主要有两大基本内容:第一种是通过效用来管理表决,第二种是惩罚不诚实行为。效用是通过一组指标的函数而获得的,该指标用于测量对系统正常运行的贡献,而惩罚机制正在研究中,以用于下一个PoS协议。优点防止PoS系统存在的弊端使权益更加智能化从而维持系统的稳健性

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