網(wǎng)上有很多關(guān)于對pow和pos機制的淺見,常見的共識機制有哪些的知識，也有很多人為大家解答關(guān)于對pow和pos機制的淺見的問題，今天pos機之家(www.bulldancerbisonranch.com)為大家整理了關(guān)于這方面的知識，讓我們一起來看下吧!

本文目錄一覽：

1、對pow和pos機制的淺見

2、dpos共識機制是什么？

對pow和pos機制的淺見

區(qū)塊鏈中的共識機制有很多。常見的幾種共識機制包括PoW機制、PoS機制和PBFT機制等。

PoW機制，即“工作量證明機制”（proof-of-work）機制，其基本思想很簡單，即只有完成一定工作量的節(jié)點才能擔(dān)負(fù)記賬的工作。這樣，就可以大幅增加惡意節(jié)點進行干擾的成本，讓它們沒有激勵進行干擾。

PoW機制的思想最早源于辛西婭·德沃克（Cynthia Dwork）和莫尼·諾爾（Moni Naor）于1993年發(fā)表的論文。1997年時，亞當(dāng)·貝克（Adam Back）也獨立發(fā)明了基于PoW機制的哈?，F(xiàn)金，并將其用來抵御郵件的拒絕服務(wù)攻擊及垃圾郵件網(wǎng)關(guān)濫用。1999年時，馬庫斯·雅各布松（Markus Jakobsson）和阿里·朱爾斯（Ari Juels）正式將這一思想命名為了“工作量證明”。2008年時，中本聰將PoW機制應(yīng)用于比特幣的共識形成過程。袁文澤博客www.yuanwze.cn

由于PoW機制是根據(jù)節(jié)點的工作量來分配記賬權(quán)的，因此它需要包括三個算法：產(chǎn)生挑戰(zhàn)C的隨機算法、解決挑戰(zhàn)C的方法S的算法，以及驗證C是否被S解決的算法。

舉例來說，在比特幣系統(tǒng)中，生成挑戰(zhàn)的隨機算法是基于SHA-256的。具體而言，它要求在待驗證的信息后面加上一個合適的隨機數(shù)（nounce），再將信息和隨機數(shù)通過SHA-256算法轉(zhuǎn)換后，前幾位哈希值都是0。顯然，要求為0的位數(shù)越多，這個挑戰(zhàn)的難度就越大，難度的具體值可以根據(jù)具體的情況進行調(diào)整。由于在現(xiàn)有的數(shù)學(xué)條件下，SHA-256算法是不可逆的，因此各節(jié)點只能用窮舉法來對以上問題進行破解。這樣一來，破解這一問題的概率就會和節(jié)點所投入的算力成正比。由于以上問題需要大量計算，因此在一段時間內(nèi)，系統(tǒng)只會收到一小部分節(jié)點提交的符合條件的工作證明。符合條件的工作證明結(jié)果會成為一個區(qū)塊，在P2P網(wǎng)絡(luò)中進行廣播。收到區(qū)塊的用戶驗證節(jié)點會驗證該區(qū)塊的正確性，得到超過50%的用戶驗證節(jié)點的證實后，該區(qū)塊將會加入當(dāng)前系統(tǒng)中最長的公鏈。當(dāng)然，參與上述工作是需要巨大成本的，為保證各節(jié)點有激勵參與這項工作，網(wǎng)絡(luò)就需要對參與工作的節(jié)點有所回報。在區(qū)塊鏈中，這個回報通常是以代幣（token）的形式給出的。

圖1 PoW機制工作原理示意

注：圖中節(jié)點1進行了一筆交易，它隨即向其他各節(jié)點進行交易廣播。各節(jié)點利用PoW機制對交易進行驗證。最后，節(jié)點4的證明結(jié)果被采用，節(jié)點4隨后再向各節(jié)點廣播驗證結(jié)果。

在PoW機制中，所選取的計算問題必須滿足以下特性：

（1）偽隨機性。這一特征保證節(jié)點完成工作量證明的概率僅取決于自身投入的算力比例，保證了機制的相對公平性。

（2）難度可控。這一特征保證可以根據(jù)具體情況對計算難度進行調(diào)節(jié)。

（3）公開可驗證性。這要求問題的求解結(jié)果可以通過比較簡潔的方式進行驗證。

由此可知，PoW機制可以保證區(qū)塊鏈的一致性和安全性，也具有相對的公平性。但是，其缺點也是明顯的。

首先，PoW機制的效率比較低下。每個區(qū)塊的產(chǎn)生都需要耗費時間，并且新產(chǎn)生的區(qū)塊需要后續(xù)區(qū)塊的確認(rèn)才能保證有效，這需要更長的時間。例如，比特幣系統(tǒng)平均需要10分鐘產(chǎn)生一個區(qū)塊，然后等待后續(xù)的6個區(qū)塊進行確認(rèn)，因此需要60分鐘的時間才能確認(rèn)并完成一筆交易。顯然，對于大多數(shù)交易來說，這是難以接受的。

其次，目前的算力存在著集中的趨勢，這對PoW機制的安全性提出了挑戰(zhàn)。PoW機制要求攻擊節(jié)點所擁有的計算資源不超過全網(wǎng)的50%，而這一點在現(xiàn)實中很難確保。以比特幣網(wǎng)絡(luò)為例，目前超過90%的比特幣算力集中在不到20家企業(yè)的手中，比特大陸（Bit-main）擁有的算力就超過了53%。在這種趨勢下，只要擁有龐大算力的企業(yè)進行攻擊，PoW機制就無法實現(xiàn)安全性。

再次，PoW過程計算的通常是一個無意義的序列，但所需的資源卻是龐大的，這會造成巨大的浪費。根據(jù)普林斯頓大學(xué)計算機科學(xué)副教授阿爾文德·納拉亞南（Arvind Narayanan）向美國參議院能源和自然資源委員會提交的一份書面報告，每天花費在比特幣系統(tǒng)工作量證明上的成本高達(dá)600多萬美元，每年的成本將高達(dá)數(shù)十億美元。盡管計算機科學(xué)家目前已提出了很多降低PoW機制能耗、減少其浪費的方案，但都沒有從根本上解決問題。

PoS機制，即權(quán)益證明機制（proof-of-stake），是2011年時一位名為“Quantum Mechanic”的網(wǎng)友在著名比特幣社區(qū)Bitcointalk論壇首次提出的。

PoS機制的原理類似于股份制。正如在公司中誰擁有的股份越多，誰就越具有話語權(quán)一樣，在采用PoS機制的區(qū)塊鏈中，誰的權(quán)益質(zhì)押（在“鏈圈”，這通常被稱為staking）越多，誰的話語權(quán)也越大。具體來說，在PoS機制中，有一個“幣齡”（coin age）的概念，它等于用戶在這個系統(tǒng)中擁有的“幣”乘以將“幣”存在系統(tǒng)中的時間。和PoW機制類似，在形成共識的過程中，系統(tǒng)也會向各個節(jié)點分發(fā)隨機的挑戰(zhàn)任務(wù)，然后根據(jù)解決問題的先后來決定最終的記賬者。所不同的是，在PoW機制中，每個節(jié)點所分?jǐn)偟降娜蝿?wù)的預(yù)期難度是一致的，但在PoS機制中，“幣齡”越高的節(jié)點所分?jǐn)偟降膯栴}會越簡單。這樣一來，那些高“幣齡”節(jié)點獲得記賬權(quán)的概率自然也就越高了。

我們知道，在現(xiàn)實中，一個股東在某公司的股份中所占的比例越高，其利益和公司利益之間的捆綁就越緊密，因此他就越有動機關(guān)心公司的盈利。同樣地，PoS機制將記賬權(quán)交給擁有高權(quán)益的用戶，也可以實現(xiàn)他們與區(qū)塊鏈之間的利益捆綁，從而讓他們更有激勵確保記錄內(nèi)容的真實性。

與PoW機制不同，PoS共識機制的核心是網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)益，而不是單純的算力。這些權(quán)益不一定需要通過“挖礦”獲取，而是可以在交易所甚至OTC市場上直接購買。這個過程就類似于現(xiàn)實中的購買股票。

此外，和PoW機制相比，PoS機制的效率要高得多，其驗證一筆交易的機制要遠(yuǎn)快于PoW機制，而消耗的能量卻遠(yuǎn)小于PoW機制。自然，PoS也存在著一些潛在的問題：首先，其安全性還需要更進一步的檢驗。其次，產(chǎn)生和分配“幣”的機制設(shè)計難度較高，如設(shè)計不合理，則可能嚴(yán)重影響區(qū)塊鏈的公平。再次，其去中心化程度也被普遍認(rèn)為不如PoW機制。

PBFT機制，即實用拜占庭容錯機制（practical Byzantine fault tolerance），由米格爾·卡斯特羅（Miguel Castro）和芭芭拉·里斯科夫（Barbara Liskov）于1999年提出。它對傳統(tǒng)的拜占庭容錯機制進行了修改。

PBFT機制的驗證過程包含三個階段：預(yù)準(zhǔn)備階段、準(zhǔn)備階段和確認(rèn)階段。假設(shè)在系統(tǒng)中，總節(jié)點數(shù)為N個，“拜占庭節(jié)點”有f個。在預(yù)準(zhǔn)備階段，由主節(jié)點發(fā)布包含待驗證記錄的預(yù)準(zhǔn)備消息。接收到預(yù)備消息后，每一個節(jié)點進入準(zhǔn)備階段。在準(zhǔn)備階段，每一個節(jié)點驗證其正確性，將正確記錄保存下來發(fā)送給其他節(jié)點。直到某一個節(jié)點接收到2f個不同節(jié)點發(fā)送的與預(yù)準(zhǔn)備階段接收的記錄一致的正確記錄，該節(jié)點才向其他節(jié)點廣播確認(rèn)消息，然后系統(tǒng)進入確認(rèn)階段。在確認(rèn)階段，直到每個誠實節(jié)點接收到2f+1個確認(rèn)消息，協(xié)議才終止，各節(jié)點對記錄達(dá)成一致。

在去中心化的情況下，利用PBFT機制可以實現(xiàn)區(qū)塊鏈的一致性，剔出多余的計算量，避免資源浪費。此外，在PoW機制和PoS機制中，不同節(jié)點都可以提出新區(qū)塊，因此在一定情況下可能會出現(xiàn)“分叉”問題；而在PBFT機制下，只有一個節(jié)點可以提出新區(qū)塊，因而不會出現(xiàn)“分叉”問題。我們在圖2中對這三種機制的特征進行了比較。

圖2 PoW機制、PoS機制和PBFT機制的比較

很顯然，無論是PoW機制、PoS機制，還是PBFT機制，都各有優(yōu)劣之處。在實踐中，人們經(jīng)常對這些機制進行組合，從而達(dá)到揚長避短的效果。

dpos共識機制是什么？

DPOS共識機制是基于POW及POS的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)的一種基于投票選舉的共識算法。在DPOS共識制度下，持幣人根據(jù)手中持有的代幣投票選出一定數(shù)量的代表，來負(fù)責(zé)生產(chǎn)區(qū)塊和運營網(wǎng)絡(luò)。

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