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pos機(jī)是什
說(shuō)到區(qū)塊鏈，我們必然會(huì)談及它的共識(shí)機(jī)制。不了解區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制，就無(wú)法理解區(qū)塊鏈的真正意義。那么，今日份的區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制了解一下？共識(shí)機(jī)制是什么？
什么是共識(shí)？直取它的字面意思，就是“共同的認(rèn)識(shí)”。
人與人是不同的，這種不同不僅體現(xiàn)在身材、長(zhǎng)相、能力，更體現(xiàn)在文化、觀點(diǎn)、想法、利益訴求等等方面。
共識(shí)，簡(jiǎn)而言之，就是一個(gè)群體的成員在某一方面達(dá)成的一致意見(jiàn)。
我們了解到，信任是社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的一大痛點(diǎn)，銀行有自己的信用體系，過(guò)去的金融體系服務(wù)于只服務(wù)于極少的企業(yè)家，因?yàn)榻⑿庞皿w系耗資巨大。后來(lái)支付寶有了芝麻信用，信用已經(jīng)關(guān)系到生活的很多方面，信用卡額度、花唄額度，芝麻信用高出國(guó)還可以免簽。我們正享受著信用給我們帶來(lái)的便捷。
區(qū)塊鏈本質(zhì)是去中心化，去中心化的核心是共識(shí)機(jī)制，區(qū)塊鏈上的共識(shí)機(jī)制主要解決由誰(shuí)來(lái)構(gòu)造區(qū)塊，以及如何維護(hù)區(qū)塊鏈統(tǒng)一的問(wèn)題。
區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制的目標(biāo)是使所有的誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)保存一致的區(qū)塊鏈視圖，同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)性質(zhì)：
1）一致性:所有誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)保存的區(qū)塊鏈的前綴部分完全相同。
2）有效性:由某誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)發(fā)布的信息終將被其他所有誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)記錄在自己的區(qū)塊鏈中。
區(qū)塊鏈的自信任主要體現(xiàn)于分布于區(qū)塊鏈中的用戶(hù)無(wú)須信任交易的另一方，也無(wú)須信任一個(gè)中心化的機(jī)構(gòu)，只需要信任區(qū)塊鏈協(xié)議下的軟件系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)交易。
共識(shí)機(jī)制的必要性？
分布式系統(tǒng)中，多個(gè)主機(jī)通過(guò)異步通信方式組成網(wǎng)絡(luò)集群。在這樣的一個(gè)異步系統(tǒng)中，需要主機(jī)之間進(jìn)行狀態(tài)復(fù)制，以保證每個(gè)主機(jī)達(dá)成一致的狀態(tài)共識(shí)。錯(cuò)誤信息可能出現(xiàn)在異步系統(tǒng)內(nèi)并不斷傳播，因此需要在默認(rèn)不可靠的異步網(wǎng)絡(luò)中定義容錯(cuò)協(xié)議，以確保各主機(jī)達(dá)成安全可靠的狀態(tài)共識(shí)，這就是共識(shí)機(jī)制誕生的必要性。
這種自信任的前提是區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制（consensus），即在一個(gè)互不信任的市場(chǎng)中，要想使各節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致的充分必要條件是每個(gè)節(jié)點(diǎn)出于對(duì)自身利益最大化的考慮，都會(huì)自發(fā)、誠(chéng)實(shí)地遵守協(xié)議中預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，判斷每一筆記錄的真實(shí)性，最終將判斷為真的記錄記入?yún)^(qū)塊鏈之中。
換句話(huà)說(shuō)，如果各節(jié)點(diǎn)具有各自獨(dú)立的利益并互相競(jìng)爭(zhēng)，則這些節(jié)點(diǎn)幾乎不可能合謀欺騙你，而當(dāng)節(jié)點(diǎn)們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中擁有公共信譽(yù)時(shí)，這一點(diǎn)體現(xiàn)得尤為明顯。區(qū)塊鏈技術(shù)正是運(yùn)用一套基于共識(shí)的數(shù)學(xué)算法，在機(jī)器之間建立“信任”網(wǎng)絡(luò)，從而通過(guò)技術(shù)背書(shū)而非中心化信用機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行全新的信用創(chuàng)造。
當(dāng)今區(qū)塊鏈的幾種共識(shí)機(jī)制介紹
區(qū)塊鏈上的共識(shí)機(jī)制有多種，但任何一種都不是完美無(wú)缺，或者說(shuō)適用于所有應(yīng)用場(chǎng)景的。
PoW 工作量證明
整個(gè)系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)為整個(gè)系統(tǒng)提供計(jì)算能力(簡(jiǎn)稱(chēng)算力)，通過(guò)一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，讓計(jì)算工作完成最出色的節(jié)點(diǎn)獲得系統(tǒng)的獎(jiǎng)勵(lì)，即完成新生成貨幣的分配，簡(jiǎn)單理解就是多勞多得，bitcoin、LTC等貨幣型區(qū)塊鏈就應(yīng)用POW機(jī)制。
優(yōu)點(diǎn)完全去中心化節(jié)點(diǎn)自由進(jìn)出，算法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)破壞系統(tǒng)花費(fèi)的成本巨大，只要網(wǎng)絡(luò)破壞者的算力不超過(guò)網(wǎng)絡(luò)總算力的50%，網(wǎng)絡(luò)的交易狀態(tài)就能達(dá)成一致
缺點(diǎn)浪費(fèi)能源，這是最大的缺點(diǎn)區(qū)塊的確認(rèn)時(shí)間難以縮短，如bitcoin每秒只能做7筆交易，不適合商業(yè)應(yīng)用新的區(qū)塊鏈必須找到一種不同的散列算法，否則就會(huì)面臨bitcoin的算力攻擊對(duì)節(jié)點(diǎn)的性能網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求高容易產(chǎn)生分叉，需要等待多個(gè)確認(rèn)無(wú)法達(dá)成最終一致性
PoS 權(quán)益證明
也稱(chēng)股權(quán)證明，類(lèi)似于你把財(cái)產(chǎn)存在銀行，這種模式會(huì)根據(jù)你持有加密貨幣的數(shù)量和時(shí)間，分配給你相應(yīng)的利息。
優(yōu)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)性能要求低，達(dá)成共識(shí)時(shí)間短
缺點(diǎn)沒(méi)有最終一致性，需要檢查點(diǎn)機(jī)制來(lái)彌補(bǔ)最終性
DPOW 委托股權(quán)證明
DPOW是 PoS 的進(jìn)化方案，在常規(guī) PoW和 PoS 中，任何一個(gè)新加入的區(qū)塊，都需要被整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)做確認(rèn)，非常影響效率。
DPoS則類(lèi)似于現(xiàn)代董事會(huì)的投票機(jī)制，通過(guò)選舉代表來(lái)進(jìn)行投票和決策。被選舉出的n個(gè)記賬節(jié)點(diǎn)來(lái)做新區(qū)塊的創(chuàng)建、驗(yàn)證、簽名和相互監(jiān)督，這樣就極大地減少了區(qū)塊創(chuàng)建和確認(rèn)所需要消耗的時(shí)間和算力成本。
優(yōu)點(diǎn)大幅縮小參與驗(yàn)證和記賬節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，可以達(dá)到秒級(jí)的共識(shí)驗(yàn)證
缺點(diǎn)犧牲了去中心化的概念，不適合公有鏈
PBFT 實(shí)用拜占庭容錯(cuò)
實(shí)用拜占庭容錯(cuò)機(jī)制是一種采用“許可投票、少數(shù)服從多數(shù)”來(lái)選舉領(lǐng)導(dǎo)者并進(jìn)行記賬的共識(shí)機(jī)制，該共識(shí)機(jī)制允許拜占庭容錯(cuò)，允許強(qiáng)監(jiān)督節(jié)點(diǎn)參與，具備權(quán)限分級(jí)能力，性能更高，耗能更低，而且每輪記賬都會(huì)由全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)共同選舉領(lǐng)導(dǎo)者，允許33%的節(jié)點(diǎn)作惡，容錯(cuò)率為33%。實(shí)用拜占庭容錯(cuò)特別適合聯(lián)盟鏈的應(yīng)用場(chǎng)景。
優(yōu)點(diǎn)會(huì)背離中心化，加密貨幣的存在及獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制會(huì)產(chǎn)生馬太效應(yīng)，讓社區(qū)中的窮者更窮，富者更富共識(shí)效率高，可實(shí)現(xiàn)高頻交易
缺點(diǎn)當(dāng)系統(tǒng)只剩下33%的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止運(yùn)行
dBFT 授權(quán)拜占庭容錯(cuò)
這種機(jī)制是用權(quán)益來(lái)選出記賬人，然后記賬人之間通過(guò)拜占庭容錯(cuò)算法達(dá)成共識(shí)。授權(quán)拜占庭容錯(cuò)機(jī)制最核心的一點(diǎn)，就是最大限度地確保系統(tǒng)的最終性，使區(qū)塊鏈能夠適用于真正的金融應(yīng)用場(chǎng)景。
優(yōu)點(diǎn)專(zhuān)業(yè)化的記賬人可以容忍任何類(lèi)型的錯(cuò)誤記賬由多人協(xié)同完成，每一個(gè)區(qū)塊都有最終性，不會(huì)分叉算法的可靠性有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明
缺點(diǎn)當(dāng)三分之一或以上記賬人停止工作后，系統(tǒng)將無(wú)法提供服務(wù)當(dāng)三分之一或以上記賬人聯(lián)合作惡，可能會(huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)分叉
Pool 驗(yàn)證池
基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術(shù)，加上數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制。
優(yōu)點(diǎn)不需要加密貨幣也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)秒級(jí)共識(shí)驗(yàn)證。
缺點(diǎn)去中心化程度不如bitcoin，更適合多方參與的多中心商業(yè)模式。
Paxos
這是一種傳統(tǒng)的分布式一致性算法，是一種基于選舉領(lǐng)導(dǎo)者的共識(shí)機(jī)制。領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)擁有絕對(duì)權(quán)限，并允許強(qiáng)監(jiān)督節(jié)點(diǎn)參與，其性能高，資源消耗低。所有節(jié)點(diǎn)一般有線(xiàn)下準(zhǔn)入機(jī)制，但選舉過(guò)程中不允許有作惡節(jié)點(diǎn)，不具備容錯(cuò)性。
Paxos算法中將節(jié)點(diǎn)分為三種類(lèi)型：
proposer：提出一個(gè)提案，等待大家批準(zhǔn)為結(jié)案。往往是客戶(hù)端擔(dān)任該角色
acceptor：負(fù)責(zé)對(duì)提案進(jìn)行投票。往往是服務(wù)端擔(dān)任該角色
learner：被告知結(jié)案結(jié)果，并與之統(tǒng)一，不參與投票過(guò)程?？赡転榭蛻?hù)端或服務(wù)端
Paxos 能保證在超過(guò)50%的正常節(jié)點(diǎn)存在時(shí)，系統(tǒng)能達(dá)成共識(shí)。
瑞波共識(shí)機(jī)制
瑞波共識(shí)算法使一組節(jié)點(diǎn)能夠基于特殊節(jié)點(diǎn)列表形成共識(shí)，初始特殊節(jié)點(diǎn)列表就像一個(gè)俱樂(lè)部，要接納一個(gè)新成員，必須由該俱樂(lè)部51%的會(huì)員投票通過(guò)。共識(shí)遵循這些核心成員的“51%權(quán)利”，外部人員則沒(méi)有影響力。由于該俱樂(lè)部由中心化開(kāi)始，它將一直是中心化的，而如果它開(kāi)始腐化，股東們什么也做不了。與bitcoin及Peercoin一樣，瑞波系統(tǒng)將股東們與其投票權(quán)隔開(kāi)，因此，它比其他系統(tǒng)更中心化。
Peercoin
Peercoin（點(diǎn)點(diǎn)幣，PPC），混合了POW工作量證明及POS權(quán)益證明方式，其中POW主要用于發(fā)行貨幣，未來(lái)預(yù)計(jì)隨著挖礦難度上升，產(chǎn)量降低，系統(tǒng)安全主要由POS維護(hù)。
在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，由于應(yīng)用場(chǎng)景的不同，所設(shè)計(jì)的目標(biāo)各異，不同的區(qū)塊鏈系統(tǒng)采用了不同的共識(shí)算法。每種共識(shí)算法都不是完美的，都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。
區(qū)塊鏈解決了在不可信信道上傳輸可信信息、價(jià)值轉(zhuǎn)移的問(wèn)題，而共識(shí)機(jī)制解決了區(qū)塊鏈如何分布式場(chǎng)景下達(dá)成一致性的問(wèn)題。
雖然區(qū)塊鏈目前還處于發(fā)展的早期，行業(yè)發(fā)展還面臨著一些阻礙，但社會(huì)已經(jīng)足夠多地認(rèn)識(shí)到區(qū)塊鏈的價(jià)值，區(qū)塊鏈發(fā)展的腳步絕不會(huì)停滯不前，行業(yè)發(fā)展也定會(huì)找到突破阻礙的方法。
文章來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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