区块链作为一种新兴技术,正在不断地为各行各业注入新的能量,而区块链本身的运行机制也成为了非常重要的一部分。只有运营规则清晰,才能对接更多行业进行落地应用,而区块链本身的这种运营机制,可以简单的称为共识机制。
第一,如何理解共识机制?
维基百科对共识机制的回答如下:由于大部分加密货币采用去中心化的区块链设计,节点分散且处处并行,因此必须设计一个系统来维护系统的运行秩序和公平性,统一区块链的版本,奖励提供资源维护区块链的用户,惩罚恶意肇事者。
这样的系统必须依靠某种方式来证明谁获得了一个区块链的包装权(或者记账权),可以获得包装这个区块的报酬;或者说谁有意做出伤害,谁就会得到一定的惩罚,这是共识机制。
简单来说,区块链系统是一个点对点的网络系统,这些节点会有时间延迟,同时会有不同的动作。如果这些节点想要达成共识并继续进行,就需要一套公平的规则来规范这些节点。只有这样,整个区块链系统才能顺利运作。因此,本质上,共识机制是决定谁对区块链系统中生成的新块负责的角色。
第二,区块链的三大主流共识机制
目前,区块链共识机制主要有三种,即PoW(工作量证明)、PoS(权益证明)和DPoS(机构权益证明)。
1.PoW(工作证明),工作量证明
工作量证明系统的概念是由辛西娅德沃克和莫尼诺尔在1993年的学术论文中首次提出的,而工作量证明是由马库斯雅各布松和阿里尤尔斯在1999年的论文中正式提出的。直到2008年10月,中本聪在《比特币白皮书》中将PoW作为比特币的共识机制,PoW才开始被一些人所知。
PoW与其名称的工作量证书相同。矿工会得到和他们工作一样多的采矿奖励。以我们熟悉的比特币为例。矿工的矿机性能和数量越好,挖出的比特币奖励就越多,这和按劳分配是一样的。
除了比特币,以太坊(ETH)和莱特币(LTC)的底层共识机制也是使用的PoW共识机制。
PoW共识机制的优势:
01.去中心化,保证每个节点公平记账;
2.安全性高,破坏系统需要很大的成本。
PoW共识机制的缺点:
1.资源浪费,越来越多的矿机竞争,设备和电力大量消耗;
2.网络性能低,区块达成共识时间太长,难以达到正常商用水平;
03.容易产生分叉,一步步远离分权。
2.PoS(股权证明),权益证明
PoS最先被Peercoin采用,peer coin是2012年由一个化名Sunny King的人创立的。这种机制的原理类似于我们现实生活中的股东机制。拥有的股份越多,获得记账的权力就越大。正如我们所知,这种协商一致机制是通过的。
PoS共识机制的优势:
1.为采矿节约能源;
2.缩短了各节点达成共识的时间。
PoS共识机制的缺点:
1.缺乏专业化。有权益的人可能专业知识不够,甚至不愿意参与记账;
2.分散化特征减弱,容易形成头部的资源垄断,由拥有51%股份的人控制。
3.DPoS(委托股权证明),代理权益证明
DPoS被认为是PoS的进化方案。
DPoS委托权益认证机制,在PoS的基础上进行优化。通过投票的方式选出生产者代表他们履行权利和义务,而不是用计算能力来决定。
如果制作人不称职,随时可能被淘汰。投票权重和分配收益按照持有的加密货币占总量的百分比计算。51%股东的投票结果是不可逆的,具有约束力。
DPoS类似于股份公司。普通股东不能加入董事会。他们要投票选出代表组成董事会,用每个人手里的数字货币计算权重,然后根据权重选出能代表自己权益的人,充当记账代理。
dpo的优点是记账节点数量少,协同高效,记账效率高。其缺点是分散化程度减弱,记账由选举产生的代表进行,有一定的集中控制。
目前没有一个共识机制是完美的,各有各的不足。随着区块链技术的不断发展,共识机制将不断优化,未来可期。