区块链的共识机制

区块链的共识机制用于验证每一次记录的有效性,从而防止任意节点篡改数据。区块链上的共识机制有很多种,不同的应用场景根据效率和安全性的考量选择不同的共识机制。共识机制主要包括工作量证明(Proof of Work, PoW)、权益证明(Proof of Stake,PoS)、股份授权证明(Delegate Proof of Stake, DPoS),其简介如表3-1所示。

表3-1区块链三种共识机制的简介

共识机制工作原理优点缺点使用项目
工作量证明

利用机器进行数学运算来竞争记账权;与其他共识机制相比,资源消耗高、可监管性弱;每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低;容错性方面允许全网50%节点出错

完全去中心化,节点自由进出

比特币已经吸引全球大部分的算力,其他再用工作量证明机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全;挖矿造成大量的资源浪费;共识达成的周期较长

比特币:以太坊前三个阶段即Frontier (前沿)、Homestead (家园)、Metropolis (大都会)

权益证明

节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比;比工作量证明机制的资源消耗少,性能有所提升,但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式,可监管性弱;

容错性方面允许全网50%节点出错:权益证明是工作量证明的升级版本,根据每个节点所占代币的比例和时间等比例的降 低挖矿难度,从而加 快找随机数的速度

在一定程度上缩短了共识达獅綱;不再需要大量消耗能源挖矿

本质上依然是挖矿,没有解决商业应用的痛点;这种确认是一种概率上的表达,不能保证是一个确定性的事情,理论上有可能存在其他攻击影响。例如,以太坊的The

DAO攻击事件造成以太坊硬分叉,而ETC由此事件出现,事实上证明了此次硬分叉的失败

以太坊第四个阶段,即 Serenity (宁静)

股权授权证明与权益证明的主要区别在于节点选举若干 代理人,由代理人验证和记账;其合规监 管、性能、资源消耗和容错性与权益证明 相似。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 识验证整个共识机制依然 依赖于代币,而很多商业应用是不需 要代币存在的点点币(Peercoin) 和未来币(NXT)

看下面的文章让你更理解“共识机制”的概念

什么是工作量证明机制

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