目前区块链共识机制有很多种,这里列举一些比较典型的共识机制。
1.Proof-of-Work(PoW),工作量证明
依赖机器进行数学运算来获取记账权,相比其他共识机制,资源消耗多、可监管性弱。同时,每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性方面允许全网50%的节点出错。优点是完全去中心化,节点自由进出。
当然,现在由于PoW算力的中心化,很多人对PoW机制提出了质疑,其中被质疑最多的就是比特币的算力中心化问题。
2. Proof-of- Stake(PoS),权益证明
总体上说,存在一个持币人的集合,他们把手中的代币放入PoS机制中,这样他们就变成验证者。假设很多验证者在区块链最前面发现了一个新区块(区块链中最新的块),这时PoS算法在这些验证者中随机选取一个人(选择验证者的权重依据他们投人的代币多少而定,比如一个投入押金为10000代币的验证者,被选择的概率是一个投人1000代币验证者的10倍),给他们权力产生下一个区块。与PoW一样,以最长的链为准。如果在一定时间内,这个验证者没有产生出一个新区块,则PoS会继续选出第二个验证者,代替原来被选中的验证者来产生新区块。
简而言之,不再需要为了安全生产区块而消耗大量电能。
由于不再需要大量能耗,通过发行新币以激励参与者继续参与网络的压力就会下降。理论上负总发行量甚至成为可能,由于一部分交易费“被烧掉”,因此货币供应会随着时间减少。
由于新币理论上的负总发行量,就合作博弈论的观点来看,PoS算法可以减少因自私挖矿攻击而造成的系统弱点,虽然PoW在一定程度上也可以做到这一点。
随着规模经济的消失,中心化所带来的风险就会减小。价值1000万美元的代币带来的回报不多不少,是价值100万美元的代币的1/10,即作恶所付出的成本需要价值1000万美元的代币,收益只能得到价值10万美元的代币。这样一来,作恶的收获与付出不成正比,人们自然不会去攻击整个区块链。
同样,PoS也存在很多间题,如PoS相当于是大股东说了算,但如果大东作恶怎么办?这也一直存在争议。
3. Delegate Proof of Stake(DPoS),股份授权证明
BitShares社区首先提出了DPoS机制。
DPoS与PoS的主要区别在于,其节点选举若干代理人,由代理人验证和记账,其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。这种方式类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,由代理进行验证和记记账。
DPoS的工作原理如下:
去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力,51%股东投票的结果是不可逆且有约束力的,其运作方式是通过及时而高效的方法,采用51%以上份额的股东投票来决定方案。为达到这个目标,每个股东可以将其投票权授于一名代表。
网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块,从而导致区块链分叉。然而,这不太可能发生,因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接,而建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接,是为了确保你能得到报酬。
该模式可以每30秒产生一个新区块,并且在正常的网络条件下,区块链分叉的可能性极小,即使发生也可以在几分钟内得到解决,这样就可以大幅度缩小参与验证和记账节点的数量,达到秒级的共识验证。
4. Ripple Consensus,瑞波共识机制
瑞波币的共识算法如下
瑞波共识算法使一组节点能够基于特殊节点列表达成共识。初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由当前该俱乐部中51%以上的会员投票通过。共识遵循这些核心成员的51%权力,外部人员则没有影响力。与比特币和点点币一样,瑞波系统将股东们与其投票权隔开,并因此比其他系统更中心化。
5.Pool验证池
这是一种基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证的机制,是目前行业链大范围在使用的共识机制。
其优点在于,不需要代币也可以工作,在成熟的分布式一致性算法的基础上,实现秒级共识验证。
其缺点在于,去中心化程度不如比特币,更适合多方参与的多中心商业模式。
如今,世界还在等待一种新的共识机制——一种能让所有人都信服的共识机制。但这可能是一个哲学问题,或许世界上永远没有完美的共识机制。