POW,POS,DPOS哪家强?

区块链技术的诞生基于共识机制,所谓的共识,简单来理解,即打成共识一致的观点,随着技术的发展与演变,我们听到了越来越多的共识,例如:POS,DPOS,POW,Pool验证池,POC,POR等共识算法机制。既然是区块链的核心理念之一,不论是技术爱好者,还是信仰崇拜者,投资看好者亦或投机取巧者,对于这些机制还是应有个浅显的了解。我挑选出几个主流的机制,谈谈自己的一点理解。

POW—Proof of Work 工作证明。


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POW机制是至使用机器算力进行数学运算来获取记账权,POW机制是较早的共识机制,最早出现在比特币中。一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。要得到合理的Block Hash需要经过大量尝试计算,计算时间取决于机器的哈希运算速度。同时每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率较低,容错性方面允许全网50%节点出错。

POW工作证明,算法简单,容易实现,节点间无需交换额外的信息即可达成共识,破坏系统需要投入极大的成本。但是造成浪费能源,区块的确认时间难以缩短,容易产生分叉,需要等待多个确认。新的区块链必须找到一种不同的散列算法,否则就会面临算力攻击。

POS—Proof of Stake 权益证明。


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POS也称股权证明,简单一句总结是:大户拥有话语权。根据你持有数字货币的量和时间,分配给你相应的利息。 没有挖矿过程,在创世区块内写明了股权分配比例,之后通过转让、交易的方式(通常就是IPO),逐渐分散到用户手里,并通过“利息”的方式新增货币,实现对节点的奖励。如果用户想获得更多的货币,那么就打开客户端,让它保持在线,就能通过获得“利息”获益,同时保证网络的安全。

在一定程度上缩短了共识达成的时间,不再需要大量消耗能源挖矿。但仍旧需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点。所有的确认都只是一个概率上的表达,而不是一个确定性的事情,理论上有可能存在其他攻击影响。纯PoS机制的加密货币,只能通过IPO的方式发行,这就导致“少数人”(通常是开发者)获得大量成本极低的加密货币,在利益面前,很难保证他们不会大量抛售。信用基础不够牢固,为解决这个问题,很多采用POW+POS的双重机制,通过POW挖矿发行加密货币,使用POS维护网络稳定。或者采用DPOS机制,通过社区选举的方式,增强信任。

DPOS—Delegated Proof of Stake 股份授权证明机制


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DPOS与POS类似,可以理解为POS的升级版,DPOS与POS原理相同,只是选了一些“人大代表”。BTS社区最先提出了DPOS机制,EOS也是采用了DPOS机制。与POS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。类似于董事会投票,持币者投出一定数量的超级节点,代理他们进行验证和记账。也就是说成为超级节点就等于能够成为“人大代表”拥有更多的权益。

DPOS机制能耗更低。更加去中心化。目前,对于比特币而言,个人挖矿已经不现实了,比特币的算力都集中在几个大的矿池手里,每个矿池都是中心化的,就像DPOS的一个受托人,因此DPOS机制的加密货币更加去中心化。更快的确认速度。每个块的时间为10秒,一笔交易(在得到6-10个确认后)大概1分钟,一个完整的101个块的周期大概仅仅需要16分钟。而比特币(POW机制)产生一个区块需要10分钟,一笔交易完成(6个区块确认后)需要1个小时。POS机制确认一笔交易大概也需要1小时。但也存在弊端,例如投票的积极性并不高。绝大多数持股人从未参与投票。这是因为投票需要时间、精力以及技能,而这恰恰是大多数投资者所缺乏的。对于坏节点的处理存在诸多困难。社区选举不能及时有效的阻止一些破坏节点的出现,给网络造成安全隐患。


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以上主要是目前主流的共识算法,简单来说,POW是工作量证明机制. 类似于按劳分配。POS 股权证明,持有股票越多,权益越大。DPOS 授权股权证明机制,类似于董事会. 董事会成员数量有限, 由大家选举产生,被选中的董事会成员可以行使权利。

每种算法都在特定的时间段中有各自的考虑和意义,无论是技术上,还是业务上。目前新进的大热算法还有PBFT、dBFT、VBFT等。以后的文章中会逐一与大家介绍。

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