上一篇，我们讨论了POS算法在实际应用当中遇到的一些问题。下面，我们来看一看POS算法的一些解决方案：
>> Ouroboros：一个可证明安全的POS区块链协议，Ouroboros加入了权益证明算法，定义了节点对账本状态达到共识的方法，它是第一个宣称进行严格安全分析的POS类型区块链协议。
Ouroboros在一定条件下的实践验证中，解决了各种攻击问题，包括双花攻击、交易拒绝攻击、51%攻击、无利害关系攻击、去同步攻击以及其他各种攻击。某些前提下，它被科学证明是安全的。它在亚马逊云中运行了基准测试，这些测试展现了Ouroboros的权益证明区块链协议在性能方面的优势。
不过经常回头验证的模式也有问题。多次回头，一方面影响TPS，一方面会增加更多的通信，另一方面还很难验证回头stake的是否都为正确。
>> DPOS，相比于普通的POS，但是多了一个选举机制，类似会议选举制度，不仅币数很关键，声望更加关键，从而实现速度与安全性的提高。DPoS希望通过投票来筛选信任节点，解决POS的安全隐患，类似的还有POP和POC共识机制。
>> POP (Proof of Participation)，基于账户参与度的算法。POP 将 POI 和DPOS 的思想结合，既能确保对设备的公平性，又拥有社区的共识，同时减少了算力的浪费。让记账这件事情更具有经济效率, 从而支撑起更多大规模的协作体系。
>> POC (Proof of Credit)，信用共识机制。“POC”继承了“POW”通过计算来实现账本安全性，但同时提出了非常有创新的一点，将“利用用户的信用值”作为挖矿的准入门槛，这样就会积累有效的节点为网络加密计算。同样“POC”也相对“POW”在社区发展中公平了很多，在参与挖矿的时候，是根据自己的信用值来判断是不是有共识（挖矿）资格。在达到共识的信用值后，为了防止节点的违规行为还必须提交一定的保证金额（押注），才能参与共识。共识网络中加入了简单的智能合约，作为共识的契约来约束每个节点参与共识。如果有违规会付出很大的惩罚。这也保证了节点会正常参与共识，用来提高网络的安全性。
但目前，没有一种POS是被证明和POW一样安全的，在设计上尽可能的通过制定出块规则与奖励惩罚机制来解决nothing at stake等问题，但本质还是不安全的。比较可行的方法是进行一个折中，即POW+POS混合共识机制。
例如第一个使用POS的项目：peercoin。peercoin是第一个POS算法，于2012年提出，PPCoin的最大创新是其采矿方式混合了POW+POS方式，而POW部分加入币龄的概念，越早挖优势越大，相比与纯POS或者纯POW，达到节能和安全的平衡。
类似的还有CFFG，POW+POS混合模型，由Vitalik Buterin带领研究Casper the Friendly Finality Gadget(CFFG)，需要进行两周期投票，并且需要质押token。第一次是POW，超过2/3即可验证成功。第二次是POS，超过2/3即可验证成功，然后确认区块，验证者即可获得收益。验证者是被激励者集合在权威链上的。因为如果他们持续在不同的链上进行投票将会受到惩罚。验证者不仅仅会为双重投票而受罚，也要为在不正确的链上进行投票而受到惩罚。
Tendermin，2014年，由Jae Kwon带领研究，BFT与POS混合机制，假设少于1/3的验证者是拜占庭，Tendermint保证安全永远不会被破坏——也就是，验证者（2/3以上）永远不会在同一个高度提交冲突的区块。因此，基于Temdermint的区块链永远不会分叉。Tendermint的设计决策偏向于安全性和不可改变性。
但这样的混合共识机制，虽然降低了能耗，但依然没有本质上解决POW“浪费不必要能耗”的问题。为了设计可持续发展的共识算法，需要同时做到以下两点：
1. 找到一个低能耗、有实际效用的算法
2. 将此实际效用作为PoS的防御机制
为了做到以上两点，势必需要?+POS这样的混合共识机制。至于?是什么，就取决于各个公链的设计了。如果公有链除了账本之外，还有其他的功能，则这个功能就是公式中的“？”。例如Genaro公链可以解决存储问题，于是有了SPOR + POS混合共识机制。
这也是Genaro的SPoR + PoS混合共识机制的设计初衷。
先简单介绍一下什么是SPOR：可以被看作是一个微型的POW。
>> SPOR全称为sentinel proof of retrievability，是一种数据可检索行证明。数据可检索证明的意思是：当用户不取回文件的时候，依然可以相信文件完好无损的保存在系统中。在Genaro系统中每天都会对存储节点进行“challenge”，存储节点通过运行SPOR算法表明数据是可被取回的。
首先这种证明的难度不会随着时间的推移而增加。证明一个文件可取回，今天的计算量和明年是几乎一致的。其次这是在实际生活中做有用的计算，即便是云存储本身也需要这样的证明。SPOR是一种在存储领域被验证为可靠的算法，将其引入区块链系统并不会带来额外的隐患。
Genaro并不是用SPOR去代替POW， 实际上，Genaro的混合共识机制是以POS为主体，而SPOR主要用来要求节点贡献算力、存储空间等资源来加强POS共识的“防守”。此混合共识机制的大致过程为：
step1. 节点进行GNX押注，分享存储空间，申请加入委员会
step2. 报名者进行实力排名（根据epoch中heft重量与GNX押注等因素）确定委员会名单
step3. 由委员会点按排名顺序依次连续出块
step4. 出块节点获得奖励
这个流程相当于通过SPOR来筛选可信节点，即要求共识节点付出一定代价，也即something at stake，于是nothing at stake不攻即破。其中，选取部分节点以及允许信任节点连续出块是提升TPS的方法，详情请参考之后的文章《公有链七大超级难题之提升TPS的必要性与方法》
对于Long range attack而言，Genaro的混合共识机制本质是将存储网络与公有链进行深度绑定。可以简单这样理解：公有链中的交易分为两部分：
1.普通交易
2. 存储行为引发的交易（例如上传下载分享等）
而第2类交易会将文件的sentinel相关信息存入区块中。那么，如果节点想要实施Long range attack，回到最初阶段的区块链状态，则无法复原存储网络，就无法将区块推进到当前高度，网络会判断你不是最长链，直接进行惩罚。
此外，这样的混合共识机制还可以防止分叉。如果攻击者想要故意分叉（就像ETC与ETH），即便可以拉拢部分矿工在分叉链上继续出块，但这条链将会丧失用户数据的完整性，成为了一条毫无价值的“伪链”，用户不会使用，矿工就没有了消费者，自然不会去挖。
这样，通过引入“存储”这样更多的一个维度，打造出的SPOR + POS混合共识机制，变成为了可持续共识机制的一个例子。这也说明，可持续共识机制要求公链本身有记账之外的更多实际功能。
最后，共识算法的可持续发展还有一个必要条件：任意节点可以加入并作出贡献，这对共识算法的选取有了更高的要求，请期待系列文章下篇：《公有链七大超级难题之建立点对点的分享社区》。
公有链七大超级难题，是公有链绕不开的关键。七大挑战环环相扣，需要一个从宏观到微观的深度认知，不仅仅涉及到技术领域，同时，经济、营销、市场、社会等领域都需要深入考虑，Genaro Network点对点存储和公有链的通证经济的体系设计，不仅是未知领域的探索，更是一场艺术之旅。大家请继续关注系列文章《公有链七大超级难题》和我们一起踏上未来旅程，迎接区块链的挑战与变革。
本文作者：Larry
本文技术校对：Waylon
本文内容校对/编辑/学术整理：Xuan, Sophia，Iris
