詳解PoW, PoS,DPoS共識機制

日期:2018-06-06

什么是共識機制?我們都知道,區塊鏈可以看作一本記錄所有交易的分布式公開帳本,區塊鏈網絡中的每個參與者都把它看作一本所有權的權威記錄。

什么是共識機制?我們都知道,區塊鏈可以看作一本記錄所有交易的分布式公開帳本,區塊鏈網絡中的每個參與者都把它看作一本所有權的權威記錄。公開賬本歷史數據不可篡改,只允許往后添加區塊,每個節點都具有相同的權限,那么就帶來一個問題:公開賬本每個新區塊由誰來負責寫入?因為所有節點都一樣,如果所有節點同時一起寫入賬本數據,那么數據可能會不一致。

因此需要一種機制來保證區塊鏈中的每一區塊只能由一個節點來負責寫入,如何選出寫入賬本數據的節點,這就是共識機制。讓平等的參與者按照某種秩序達成一致意見。

目前共識機制主要分為三個,PoW, PoS和DPoS。

PoW, proof of work, 即工作量證明。簡單理解就是一份確認你做過一定量的工作的證明。就像你去挖黃金,你的設備越先進,挖的時間越長,說明你的工作量越高,挖得的黃金也越多。

POW是最早的共識機制,其代表當屬比特幣。個人認為中本聰設計POW的初衷,應該是希望每個人都有平等獲得比特幣的權利,完成最大限度的民主和去中心化。雖然其中依據人性的逐利性設計了挖礦和記賬的獎勵機制,但是他也遠遠未曾想到,水能載舟亦能覆舟,逐利的本性一旦被激發,將一發不可收拾,為了獲得更大的收益,人們開始建立日趨中心化的礦池、礦場采取聯合挖礦的方式來獲取收益,而且某種程度上背離了比特幣的設計初衷。另外,中心化的礦場也意味著更加容易受到監管者和政府機構的控制。

PoS, proof of stake, 即權益證明。就是有錢人說了算,擁有的幣越多,你的責任越大,就有更多的機會寫入新的區塊。

PoS 挖礦和 PoW 礦機挖礦一樣,都可以維護區塊鏈的增長和安全。POW共識可以理解為是一個下注機制:礦工選擇一個塊基于它進行挖礦,也就是賭這個塊會成為主鏈的一部分;如果賭對了,他可以收到獎勵,而如果賭錯了,他會損失電費。只要所有的礦工都將他們的算力下注到同一條鏈上,使這條鏈擁有最多的工作量,共識就是安全的。

DPoS, delegated proof of stake, 即授權股權證明。類似于權益證明,只是把寫入新區塊的打包工作授權給了更專業的代表處理,而代表生成區塊獎勵的token也會分出一定額度給你。

DPoS的工作原理如下:每個股東按其持股比例擁有相應的投票權,51%股東投票的結果將是不可逆且有約束力的,其挑戰是通過及時而高效的方法達到“51%批準”。DPoS的投票模式可以每30秒產生一個新區塊,并且在正常的網絡條件下,區塊鏈分叉的可能性極其小,即使發生也可以在幾分鐘內得到解決。

DPoS的優點: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。

DPoS的缺點:整個共識機制還是依賴于代幣,而很多商業應用是不需要代幣的。

哪種共識算法最好?每一種共識算法都有各自的應用場景,沒有絕對的好壞之分,到底選擇哪個共識來進行區塊鏈的實施取決于哪類網絡和數據。

來源: 作者:區塊鏈布道者

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