目前主流的共识机制

区块链其实就是分布式账本，怎么让大家去相信这个分布式账本呢？所有大家需要约定一个共识机制，通过共识机制出来的账本大家都认为可靠可信的。目前在区块链中，主流的共识机制有Pow、Pos、DPos、PBFT等，接下来为大家一一介绍这些共识机制。

Pow工作量证明
工作量证明的本质就是谁做的工作多，谁就更有机会来获取额外的奖励。对于BTC和ETH，Pow就是不停的寻找一个随机数并计算哈希值，只有当计算出来的哈希值小于难度值时，才认为该区块有效。就如同解一个数学难题，通过不断尝试的方式去解答，谁尝试的次数多谁能接触的概率就越大。原理等同到计算器，就要求电脑的性能非常高。性能越高，算了越强。
优点：通过暴力计算账本无法更改，可信度极高；
缺点：费电，电脑消耗大，资料浪费。
也正是这一点，许多公链都不采用Pow算法。如eth的家园版本，随着时间的推移每出10W个区块，其难度值将会呈指数增长，终将形成矿工挖矿的收入不能填补电费的消耗和硬件的损失，到时候矿工无利可图将不会挖矿，会造成以太坊网络堵塞。所以后续以太坊的版本将不再沿用Pow，采用Pos共识机制。

Pos股权证明
股权证明是谁持有的币龄时间越长(币龄 = 持有币的个数 * 持有币的时间)，谁就更有机率获取区块的记账权。其计算公式如下：

  hash(block_header) =

这就类似如股权公司，谁拥有的股份越多谁就越有话语权。如果想要造价，就必须拥有全网51%的代币或者币龄，这个是相当困难的，并且已拥有全网51%的财富再去制造假账必然自己也会遭受损失。如果当前的节点获得了区块记账权，当前的币龄被清空并获取相关的回报。
优点：缩短了共识达成的时间，不再需要大量消耗能源挖矿；
缺点：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；

DPos委托权益证明
委托权益证明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。
优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。
缺点：需要才有代币的人参入投票，但实际上持币人没有精力去选取节点，缺乏激励机制。

PBFT拜占庭容错
基于拜占庭将军问题，PBFT算法一致性的确保主要分为这三个阶段：预准备（pre-prepare）、准备(prepare)和确认(commit)。流程如下图所示：

我们首先解释一下上面各个符号表达的意思：

C表示客户端；
0，1，2，3表示4个节点；
0在这里为主节点，1，2，3为从节点；（注意，这里其他节点也可以作为主节点，若0发生错误只能由服务器监测。如果服务器在一段时间内不能完成客户端的请求，则会触发视图更换协议，将其他节点换为主节点）
3为故障节点；

下面我们结合上图，详细说一下PBFT的步骤：
Request：请求端C发送请求到主节点，这里是0节点；
Pre-Prepare：节点0收到C的请求后进行广播，扩散至1，2，3；
Prepare：1，2，3节点收到后记录并再次广播，1->023，2->013，3因为宕机无法广播；（这一步是为了防止主节点给不同从节点发送不同的请求）
Commit：0123节点在Prepare阶段，若收到超过一定数量（2F，实际使用中，F为可以容忍的拜占庭节点个数）的相同请求，则进入Commit阶段，广播Commit请求；
Reply：0123节点在Commit阶段，若其中有一个收到超过一定数量（2F+1）的相同请求，则对C进行反馈；
根据上述流程，在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決，N为总计算机数，F为有问题的计算机总数。
优点：无须发现代币，快速实现共识记账
缺点：所有节点必须是高度信任的网络节点

由于区块链技术的快速发展，共识机制也越来越多，如PoA权威证明，PoWeight权重证明，PoR声誉证明，PoET所用时间证明等。大家可以针对不同的应用环境下，选取最适合项目环境的共识算法。