区块链的共识机制POW/POS/DPOS

区块链的共识机制POW/POS/DPOS

 末学子龙 关注

2018.02.09 19:36* 字数 1872 阅读 109评论 0喜欢 1

 

区块链技术给数字经济时代带来了巨变的曙光。 

 

这种巨变在互联网近50年的历史上曾发生过两次。

 

第一次巨变是全球性的联网，自1969年阿帕网诞生以来，全世界主流国家逐渐接入互联网，开启了全球联网的征程。

 

第二次巨变是全球性的应用，自1989年万维网论文问世后，互联网应用全面开花，实现了应用全球爆发。

 

 第三次巨变正在酝酿。

 

                                                                                  ——《腾讯区块链方案白皮书》

 

区块链的意义在于可以构建一个更加可靠的互联网系统，从根本上解决价值交换与转移中存在的欺诈和寻租现象。越来越多的人相信，随着区块链技术的普及，数字经济将会更加真实可信，经济社会由此变得更加公正和透明。

那么区块链究竟是通过什么技术来实现这场巨变呢？

核心技术有两点，共识机制和智能合约。

一、什么是共识机制？

由于加密货币多数采用去中心化的区块链设计，节点是各处分散且平行的，所以必须设计一套制度，来维护系统的运作顺序与公平性，统一区块链的版本，并奖励提供资源维护区块链的使用者，以及惩罚恶意的危害者。这样的制度，必须依赖某种方式来证明，是由谁取得了一个区块链的打包权（或称记账权），并且可以获取打包这一个区块的奖励；又或者是谁意图进行危害，就会获得一定的惩罚，这就是共识机制。----维基百科

区块链要成为一个公开的、难以攻破的、不可篡改数据记录的去中心化诚实可信系统，需要在尽可能短的时间内做到分布式数据记录的安全、明确及不可逆，提供一个最坚实且去中心化的系统。

区块链分布式记账的方式使得每个人手上都有一本完整的账本，全网共有。随着节点的不断增多，数据越多，账本也越安全，难以摧毁。除此之外，任意一个或者部分节点的账本被篡改，都不可能被全网认同，除非你能控制51%的节点，即51%攻击，但是这耗能巨大，几乎是不可能的。

二、POW 机制 (Proof of Work，工作量证明)

工作量证明机制是一种对应服务与资源滥用、或是阻断服务攻击的经济对策。一般是要求用户进行一些耗时适当的复杂运算，并且答案能被服务方快速验算，以此耗用的时间、设备与能源做为担保成本，以确保服务与资源是被真正的需求所使用。此一概念最早由Cynthia Dwork和Moni Naor于1993年的学术论文提出，而工作量证明一词则是在1999年由Markus Jakobsson与Ari Juels.所发表。现时此技术成为了加密货币的主流共识机制之一，如比特币所采用的技术。----维基百科

PoW机制中根据矿工的工作量来执行货币的分配和记账权的确定。算力竞争的胜者将获得相应区块记账权和比特币奖励。因此,矿机芯片的算力越高,挖矿的时间更长,就可以获得更多的数字货币。

POW机制的特点：

多劳多得模式，体力工作（分散挖矿）根据工作证明来执行货币的分配。 

算力越高、挖矿时间越长，获得的货币就越多。

主要优点：算法简单，容易实现，安全有严格的数学论证。

主要缺点：耗电，共识达成的周期较长

典型代表：BTC(及N个BTC分叉币)ETH，LTC等等。

三、POS机制(Proof of Stake, 权益证明)

权益证明机制，也称股权证明机制，是根据持有货币的量和时间，发利息的一个机制。

POS不需要大量的算力来维持网络安全，只是需要每个参与者打开自己的钱包在线增加网络权重，同时获取相应的奖励，也就是POS机制本身所说的利息。

采用PoS的数字资产，系统根据你的币龄给你分配相应的权益，币龄是你持币数量和时间的乘积。比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000。这个时候，如果发现了一个POS区块，币龄就会被清空为0。

每被清空365币龄，将会从区块中获得0.05个币的利息(可理解为年利率5%)，那么在这个案例中，利息 = 3000 * 5% / 365 = 0.41个币。（注意，这里的5%的年利率仅仅是举例，并非每个POS模式的币种都是5%，比如点点币PPCoin就是1%年利率）

POS机制的特点

主要优点：①因为PoS不需要靠比拼算力挖矿，所以不会造成过多的电力浪费。②因为拥有51%币才能发起攻击，网络受到攻击却会造成自己利益受损，显然很不划算，所以更难进行51%攻击。

主要缺点： ①没有专业化，拥有权益的参与者未必希望参与记账； ①容易产生分叉，需要等待多个确认； ①永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。

典型代表：未来币

四、DPOS机制(Delegated Proof of Stake， 股份授权证明)

股份授权证明机制又称委任权益证明机制，原理是让每一个持有比特股的人进行投票，由此产生101位代表 , 我们可以将其理解为101个超级节点或者矿池，而这101个超级节点彼此的权利是完全相等的。从某种角度来看，DPOS有点像是议会制度或人民代表大会制度。如果代表不能履行他们的职责（当轮到他们时，没能生成区块），他们会被除名，网络会选出新的超级节点来取代他们。DPOS的出现最主要还是因为矿机的产生，大量的算力在不了解也不关心比特币的人身上，类似演唱会的黄牛，大量囤票而丝毫不关心演唱会的内容。DPOS机制减少了记账节点的规模，属于弱中心化，同时大大提高了效率

典型代表：EOS，BTS