【区块链基础2】区块链里有哪些主流的共识机制?


昨天在简书上发布了区块链基础1】区块链是如何让大家相信上面的数据的? - 简书  到现在为止阅读量240多,这说明有240人看过我的文章,相当于我的一份时间的影响了240位伙伴,哇哇,也是挺不错的!这也能看出大家对区块链的基础知识非常感兴趣,也看到了240多位伙伴开始了解新事物了,很开心,这也激励着我继续更文。




在【区块链基础知识1】里,我们知道了区块链就是一个总账本,世界各地的人都可以在上面记账,上面的数据不可篡改。但所有的人不能同时记账,因为会被累趴下,这就需要每一段时间内(也就是一个区块)选择一位记账记得又快又好的人来记,而且记账不是白给干活,系统是要给他发代币作为奖励,听说代币的数量很多的。因此很多人都争先恐后地来抢着记账,但每一个时间范围内只有一个人来,那怎么来选?于是就要找出又快又好的标准是啥,然后再比对这个条件一一筛选。

那这个标准是啥?它真的能把记账记得又快又好的人选出来,会不会有不公平的现场产生,比如有人走后门之类的情况?

看来大家对它非常感兴趣,让我们一起来解开它的庐山真面。

专业上把这个记账记得又快又好的评选规则称为:共识机制(大家一起共同认同的一套规则)


1.  共识机制的重要性

共识机制非常重要,它是区块链建立节点与节点之间信任的关键,它能让众多节点实现一种平衡,有了信任有了平衡,区块链才能源源不断地运行下去,而且运行得还不错。


2.  所有的区块链项目的共识机制都一样吗?

当然不一样,区块链的共识机制是不断更新迭代的,不断演化的,目前出现了不同的版本。就像摩拜共享单车一样,当摩拜出现后,那些小黄小绿小白都出现了,它们还是有一些差别,比如给押金的方式不一样,收费不一样等,但它们共同解决了一个问题,帮助人们解决了短途出行的问题。


3.  区块链三种主流共识机制

目前区块链的主流共识机制有以下三种,各有各的有点和缺点。

(1)PoW:Proof of Work工作量证明机制

区块链第一个应用项目比特币采用的共识机制就是这一种,这种共识机制的特点是让全网所有节点都参与解答数学题(这种数学题比奥数难上百倍,一般人是做不出来的),正因为题难、参加答题的人数多,那同一时间消耗的电力就非常地大,而且效率很低。在这样一种情况下能把题答对的人的的确确是牛人,他们不去记账都太可惜了。

正因为大家都参与了答题,知道题目难,那些能打出来题目的人的确是人信服的,这样区块链的信任也就产生了。

任何再好的事物都有其不足之处,POW也不例外。它的不足之处在于全球大部门的算力和电力都被比特币给吸引过去了,其他区块链项目分得的算力就非常少,而这些较少的算力是难以保障其自身安全的,即使能勉强保证安全,但达成共识的时间比较长,非常长,不是一般的长。

总结:

优点:

a 算法简单,容易实现;

b 节点与节点之间无需交换额外的信息即可达成共识。

c 破坏系统需要投入极大的成本;安全系数高

缺点:

a 太浪费能源;

b 区块的确认时间长且难以缩短;

c 新的区块链必须找到一种不同的散列算法,否则就会面临比特币的算力攻击;


(2)POS: Proof of Stake  股权证明机制

权益权益,顾名思义它跟一个节点的实力有关,这个实力是代币的对少。如果你的代币非常多,那么你记账的权力就比较大。也就是谁的钱多,谁说话的声音就大。它将POW中的算力改为系统权益,拥有权益越大则成为下一个记账人的概率越大。

POS机制下,攻击区块链网络所要付出的成本是收益的100倍,损人不利己,正常的人都不会去干这样的傻事,除非是神经系统出现了混乱或者是太有钱,觉得这很有趣的人才有可能做这件事。

POS的问题是大股东说了算,这会造成强者更强弱者更弱的不平衡生态,这会让用户大量流失,对新用户也没有吸引力,因为自己永远成不了这个体系的强者啊!我第一个表态,我肯定是不愿去加入的。

总结:

优点:

不像Pow那么费电

缺点:

a 没有专业化,拥有权益的参与者未必希望参与记账;

b 容易产生分叉,需要等待多个确认;


(3)DPOS:Delegated Proof of Stake委托权益证明机制

DPoS在PoS的基础上将记账人的角色专业化,先根据权益的大小选出记账人,然后记账人之间再轮流记账。这种方式依然没有解决最终性问题,它类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。

但是这个模式能做到30秒产生一个新区块, 参与验证和记账的节点大为减少,因此能达到秒级的速度。目前比特股和Steem都采用了这个共识机制,交易速度达到每秒上千笔。然而,虽然它的共识速度提快了,但是它依赖代币,然而很多商业应用不需要代币,局限性还是很大。

总结

优点:

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

缺点:

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


4.  其他三种小众化共识机制(仅做了解)

有时候觉得小众化的东西还是值得了解一下,毕竟它们的出现也说明它们有特别之处。用积极开放的心态来对待新事物,说不定它会给你惊喜哦!

(1)RC: Ripple Consensus:瑞波共识机制

瑞波共识机制的特点 就像一个董事会一样,董事会想要增加新成员,必须有51%以上的董事成员投票通过,否则不能加人。这里即使你是最大的股东,你说话也不算数(其实我偷着乐呢)。

(2)Pool:验证池

Pool验证池,基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证机制因为它不需要代币,速度还快,并且能实现秒级共识验证,因此它是目前应用范围较大的共识机制。

优点:不需要代币也可以工作,能实现秒级共识验证;

缺点:去中心化程度不够,不如bictoin;更适合多方参与的多中心商业模式

(3)dBFT机制

小蚁采用的dBFT机制,是由权益来选出记账人,然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识,它最核心的一点就是能最大限度地确保系统的最终性,使区块链能够适用于真正的金融应用场景。

优点:

a 专业化的记账人;

b 可以容忍任何类型的错误;

c 记账由多人协同完成,每一个区块都有最终性,不会分叉;

缺点:

a 当有1/3或以上记账人停止工作后,系统将无法提供服务;

b 当有1/3或以上记账人联合作恶,且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时,恶意记账人可以使系统出现分叉,但是会留下密码学证据;


今天的内容有点多,没事没事,多看几遍就可以了。只要弄懂最主流的三种共识机制即可。这些共识机制都是来帮助节点节点之间达成共识,产生高度化的信任,而这也是所有区块链项目能运行下去的根本。




我是嘉茜,一个死磕日更的嘉言践行者。

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