1、POW & POS,傻傻分不清楚的共識機制

什么是共識機制？

我在開更的第一篇文章，就簡單講解了數(shù)字貨幣世界的16個最高頻名詞，其中一個就是共識機制，還記得嗎？

為什么要有共識機制呢？

這就必須要解釋一下在分布式系統(tǒng)中不得不了解的“拜占庭將軍問題”了。

拜占庭將軍問題（The Byzantine Generals Problem）可以總結為一句話：

在古代，11位忠誠的、不同位置的將軍，如何排除叛徒的影響，對進攻或撤退達成一致。

當然，拜占庭將軍問題并不是如今才提出的，我們大中華在春秋戰(zhàn)國時期就發(fā)明了“虎符”這個神奇的方式來保障命令的正確執(zhí)行。

在分布系數(shù)系統(tǒng)中，各個節(jié)點就是“拜占庭將軍”，算法執(zhí)行中的任意一個錯誤就是“叛徒”。

為了盡可能地排除錯誤、快速達成一致，來讓系統(tǒng)有效地、正確地運行，便應運而生了各種“共識機制”。

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下面，我們就來一起學習數(shù)字貨幣世界中常見的幾種共識機制：

PoW，工作量證明 Proof of Work

PoW是比特幣所采用的共識機制，最早是由Adam Back為了解決垃圾郵件的問題而開發(fā)的一個“哈希現(xiàn)金Hashcash”程序。

比特幣采用的是SHA256的單向函數(shù)，其具體的工作原理實在太專業(yè)，我們只需要理解到“SHA256的結果很容易驗證，但是要將其計算出來，需要不斷嘗試運算，直到匹配到某個隨機數(shù)；技術上而言，任何新增區(qū)塊都需要經(jīng)過232394億運算才能得到”的程度，感興趣的小伙伴可以搜索SHA256去深入學習。

因此，只要礦工出示運算結果，那通過PoW，全網(wǎng)節(jié)點就認可了他所付出的成本，承認新的區(qū)塊獎勵屬于他。

如此大量的運算相當浪費資源，實際上并沒有任何科學或實際用途，只是為了實踐工作量證明機制、阻止攻擊者偽裝成節(jié)點來控制網(wǎng)絡。

雖然在2009年時為了構建這種去中心化的、允許所有人可以免費參與的全球貨幣網(wǎng)絡，沒有更好的選擇；但是發(fā)展到如今，已經(jīng)有了其他不需要大量浪費算力的證明機制，比如我們下面就要提到的，PoS權益證明。

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PoS，權益證明 Proof of Stake

主要思想是：節(jié)點記賬權的獲得難度與節(jié)點持有的權益成反比，也就是說，一個節(jié)點擁有的幣越多、時間越久，越容易獲取記賬權，也就越容易獲取區(qū)塊獎勵。

實際上，最初的PoS是PoW的一種升級，根據(jù)每個節(jié)點的幣齡，來等比例地降低挖礦難度，從而加快找到隨機數(shù)的速度。

什么是幣齡呢？

幣齡=數(shù)量*擁有天數(shù)。

由于區(qū)塊鏈中的每筆交易記錄都會被標記時間戳，這個時間戳就可以作為幣齡的證明，因此幣齡也不可能被輕易偽造。

比如A從B那里收到10個幣，并且持有了90天，那么，A就擁有了900的幣齡；如果A賣了這10個幣，這900幣齡就被消耗了；

后來，為了徹底擺脫PoW這種依靠算力的共識機制，PoS引入了“利息”的概念；年利率是在PoS機制最初確認時就設定的，一般不會變化。

利息=（幣齡*年利率）/365 ，如果利率是1%，在上個例子中，A就可以得到0.02466個幣的利息。

如此一來，PoS區(qū)塊鏈的作用過程就可以這樣描述：

在初期，通過PoW機制，產(chǎn)生創(chuàng)世幣；

在創(chuàng)世幣達到一定規(guī)模時，PoS機制開始作用，交易時消耗幣齡、獲得產(chǎn)生區(qū)塊的優(yōu)先權，并獲取利息，同時PoW機制由于消耗太多資源、浪費算力而逐漸淡出；

最終系統(tǒng)中僅剩PoS來維持正常運作。

目前大家所熟悉的以太坊，主要還是采用PoW的機制，不過正在轉向PoS。

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大家了解了PoW和PoS，在遇到其他共識機制的時候，相信也會比較快得就能理解。

比如：股份授權證明DPOS，類似于董事會投票；燃燒證明POB；沉淀證明POD；能力證明POC；消逝時間證明PODT，等等。

就不在這里為大家一一展開了，感興趣的同學可以百度或知乎一下~

2、科普Pos共識機制

 

今天給大家科普下夸克區(qū)塊鏈中的POS共識機制到底是什么？PoS共識機制，中文翻譯就是權益證明。與它其名的還有另一種共識機制:pow機制。

經(jīng)過歷史發(fā)展的證明，PoW機制存在一些缺陷，如在挖掘過程中浪費大量的資源，整個網(wǎng)絡的處理效率很低等。早在2011年，就有人曾提出：“是否可以在 PoW的基礎上，重新設計一種機制？”可以保留 PoW的優(yōu)點，也可以解決它的問題"。因此 PoS的共識機制就誕生了，因此， PoS機制在共識層次上借鑒了許多 PoW機制的設計，比如區(qū)塊設計、礦工選擇、分叉處理、交易驗證等。

PoS機制采用權益法核算，解決了網(wǎng)絡效率低下、資源浪費以及節(jié)點間一致性等問題，簡單地說，就是誰擁有更多的權益誰來說話。其原則如下：

說到PoW機制為何存在諸多問題，最大的原因在于其規(guī)則下造成礦工準入門檻低，每個人都可以成為一個出塊節(jié)點，每個節(jié)點都可以為獲得下個區(qū)塊的記賬權進行競爭，一個數(shù)據(jù)包要有那么多人來處理，必然會造成資源的浪費和低效。

而PoS機制就可以有效解決這個問題，這是因為在POS機制的規(guī)則下，提高了每個人成為節(jié)點的門檻，比如：雖然每個人都可以成為節(jié)點，但如果想成為出塊節(jié)點獲得記賬權，就必須滿足pos機制的一些規(guī)則，如質押一定數(shù)量的代幣，或者持有一定數(shù)量的代幣，才可以成為出塊節(jié)點的候選人。

在滿足這些條件之后，系統(tǒng)進行算法選擇，選中其中一部分人成為有效的礦工，然后每隔一個周期，進行重新分配，并且這個過程不受人為控制，一切由系統(tǒng)算法決定，保證公平公開不被篡改，這樣就可以避免了整個鏈被某個節(jié)點控制。

總結一句話就是PoW機制是每個人都可以成為礦工，而 PoS機制必須通過一系列的篩選后成為礦工。

poS機制的競爭原則在于，誰擁有更多的代幣，誰就能更容易的獲得記賬權。獲得記賬權的礦工將他打包好的區(qū)塊經(jīng)過其他礦工驗證，通過全網(wǎng)廣播，確認沒有問題后，這個區(qū)塊才會被連接到鏈上，與全網(wǎng)其他節(jié)點的小賬本同步，同時他還能得到相應的代幣獎勵。

簡言之，整個過程就是：持幣者以代幣作抵押，得到記賬權力，然后PoS共識會通過選擇算法，按持幣者的數(shù)量，從中選出出塊礦工。采礦者在指定的高度上完成打包交易，生成新的區(qū)塊，并廣播它，然后由驗證者對所廣播的區(qū)塊進行交易驗證，通過驗證后，區(qū)塊得到確認。這就是 PoS共識機制完整的一輪過程。

PoS機制的優(yōu)點是有效地解決 PoW協(xié)議中存在的資源浪費和低效問題。但它也還是存在一些缺點。舉例來說， PoS機制中的初始代幣分配是非常模糊的，如果初始代幣分配失敗，將很難形成后續(xù)的股權證明。比如，在系統(tǒng)進行算法選擇時如果被黑客攻擊，如果成功，選舉結果就可能被操作。除開這個問題，pos機制還存在一個問題就是，可能會造成兩極分化嚴重，持有代幣多的人會更多的獲得記賬權，繼而獲得代幣獎勵，擁有代幣少的人，很難去爭奪記賬權，造成強者恒強的局面。

總的來說，PoW機制和 PoS機制都是區(qū)塊鏈上引用的主流機制，它們會攜手帶領區(qū)塊鏈技術的進一步發(fā)展，雖然兩者存在自身的一定局限性，但未來某一天，這些技術在不斷變革創(chuàng)新的同時，必定鑄造區(qū)塊鏈行業(yè)的輝煌。

3、NULS的POC共識與POS和DPOS共識機制有和區(qū)別?

POC：（Proof-Of-Credit）信用共識機制，由NULS團隊首創(chuàng)并運用，共識機制為：節(jié)點信用達標的情況下，鎖定一定保證金即可加入共識，共識節(jié)點重新排序后每輪輪流出塊，退出共識時保證金解鎖。NULS的POC分為委托共識和節(jié)點共識，委托共識抵押2000NULS，節(jié)點共識抵押20000NULS。節(jié)點建立者維護節(jié)點，收取委托共識的部分傭金，共同維護NULS主網(wǎng)節(jié)點健康運行。
POC共識機制綜合了POW/POS/DPOS的優(yōu)勢特點，把區(qū)塊鏈中難以統(tǒng)一的去中心化、效率、一致性在不同方向上的特點做到了更好的協(xié)調。
 
1、去中心化：在POC共識機制的中，沒有節(jié)點數(shù)量的硬性限制，節(jié)點的數(shù)量是動態(tài)的，任何滿足條件的都可以加入節(jié)點，這里每一個出塊節(jié)點都類似POW中的礦池，通過持有權益的方式來加入這個礦池中共識。在POW中礦池根據(jù)算力來獲得記賬權益，在POC中，所有的礦池獲得記賬權的機會是隨機對等的，這使得POC共識機制的節(jié)點分布相對更去中心化。
 
 
2、效率：影響區(qū)塊鏈網(wǎng)絡效率的兩個關鍵因素是節(jié)點分布廣泛的程度和提供節(jié)點的硬件網(wǎng)絡資源。在協(xié)調這兩個參數(shù)中，POC共識機制引入了信用系數(shù)機制，直接會影響到節(jié)點的穩(wěn)定，所以每一個節(jié)點以及參與到這個節(jié)點的委托人都會做出對網(wǎng)絡最有利的選擇，保證節(jié)點能高效穩(wěn)定的提供服務，另外通過權益的方式來加入節(jié)點共識，使得節(jié)點的數(shù)量會在一定的區(qū)間內浮動，可以通過更改激勵參數(shù)來調節(jié)，參數(shù)一定的情況下市場會進行自動的調節(jié)。在這些節(jié)點中，融入了DPOS的隨機排序后出塊原則，保證了網(wǎng)絡的的安全和高效，可提供較高的TPS承載能力。
 
3、一致性：在POC共識機制中，全員皆可以參與共識，節(jié)點只能向參與者收取一定的手續(xù)費，所有的人參與共識的機會是均等的，獲得的激勵根據(jù)權益和節(jié)點信用系數(shù)來決定的。節(jié)點和所有的參與者都會為了提供穩(wěn)定的節(jié)點服務達成共識。

4、區(qū)塊鏈的共識機制是什么?

所謂共識，簡單理解就是指大家都達成一致的意思。

在區(qū)塊鏈中，其實就是一個規(guī)則，每個節(jié)點都按照這個規(guī)則去確認各自的數(shù)據(jù)，最后維護整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)庫保持一致。

如果以生活中的例子來舉例的話，比如今天公司開個會議，但是由于老總不在，需要大家討論決定一個項目做與否。

在這么一個群龍無首的環(huán)境中？

如何達成這個一致意見，最后形成一個決策來交給老總呢？這個過程就是需要共識機制發(fā)揮作用了。

這時也許就有人提議，大家都發(fā)個言，表個態(tài)，最后大家進行投票，并且提議人就會把討論發(fā)言過程記錄，并且最后把舉手投票結果登記后，將結果交給老總。

最后根據(jù)“如果投贊成票的人數(shù)多于反對票的，則項目就開干；否則就不干了”的規(guī)則，形成了決定結果。那么這個投票的規(guī)則就是共識機制。

在區(qū)塊鏈世界里面，由于區(qū)塊鏈運行的是一個分布式賬本，或者是說分布式數(shù)據(jù)庫，當一個新區(qū)塊產(chǎn)生時，如何核對區(qū)塊上面的每一筆賬的準確性，讓每臺電腦上登記的賬本都長期保持一致呢？

這就需要一個共識機制的存在了。因此共識機制，就是一套使區(qū)塊鏈系統(tǒng)長期保持各個節(jié)點的賬目（或者說數(shù)據(jù)）一致的機制，

區(qū)塊鏈里，共識是區(qū)塊鏈技術里的信任解決方案。

共識，是大家認可的，認可即生效，反對即出局。

就如你經(jīng)常違反社區(qū)機制，做一些損人利己的事。

那么你就會變成惡意節(jié)點寸步難行，個人信譽度降低。甚至被社區(qū)拉入黑名單，或者驅除出境。

區(qū)塊鏈的共識機制是什么？

如何讓去中心化網(wǎng)絡達成共識？
在區(qū)塊鏈系統(tǒng)當中，沒有一個像銀行一樣的中心化記賬機構，保證每一筆交易在所有記賬節(jié)點上的一致性，即讓全網(wǎng)達成共識至關重要。共識機制解決的就是這個問題。
目前主要的共識機制有工作量證明機制PoW和權益證明機制PoS。
PoW通過評估你的工作量來決定你獲得記賬權的機率，工作量越大，就越有可能獲得此次記賬機會。
PoS通過評估你持有代幣的數(shù)量和時長來決定你獲得記賬權的機率。這就類似于股票的分紅制度，持有股權相對多的人能夠獲得更多的分紅。
DPOS與POS原理相似，只是選了一些“人大代表”。 與PoS的主要區(qū)別在于節(jié)點選舉若干代理人，由代理人驗證和記賬。
隨著技術的發(fā)展，未來可能還會誕生更先進的共識機制。 區(qū)塊鏈系統(tǒng)的核心是有系統(tǒng)中節(jié)點競爭記賬，這個競爭的過程稱為共識機制，區(qū)塊鏈的底層有四部分構成，一個分布式的數(shù)據(jù)庫用來存儲以往和將來的交易數(shù)據(jù)，密碼學的公私密鑰體系用來確認交易雙方的身份，P2P網(wǎng)絡用來廣播和蔓延各類消息和用來決定節(jié)點記賬權利的共識機制。

5、區(qū)塊鏈目前用到哪些共識機制?它們各自的優(yōu)缺點和適用范圍是什么_百度知 ...

目前主要有四大類共識機制：Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量證明，就是大家熟悉的挖礦，通過與或運算，計算出一個滿足規(guī)則的隨機數(shù)，即獲得本次記賬權，發(fā)出本輪需要記錄的數(shù)據(jù)，全網(wǎng)其它節(jié)點驗證后一起存儲；
優(yōu)點：完全去中心化，節(jié)點自由進出；
缺點：目前bitcoin已經(jīng)吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共識機制的區(qū)塊鏈應用很難獲得相同的算力來保障自身的安全；挖礦造成大量的資源浪費；共識達成的周期較長，不適合商業(yè)應用

2、Pos權益證明，Pow的一種升級共識機制；根據(jù)每個節(jié)點所占代幣的比例和時間；等比例的降低挖礦難度，從而加快找隨機數(shù)的速度。
優(yōu)點：在一定程度上縮短了共識達成的時間
缺點：還是需要挖礦，本質上沒有解決商業(yè)應用的痛點

3、DPos股份授權證明機制，類似于董事會投票，持幣者投出一定數(shù)量的節(jié)點，代理他們進行驗證和記賬。
優(yōu)點：大幅縮小參與驗證和記賬節(jié)點的數(shù)量，可以達到秒級的共識驗證
缺點：整個共識機制還是依賴于代幣，很多商業(yè)應用是不需要代幣存在的

4、Pool驗證池，基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術，加上數(shù)據(jù)驗證機制；是目前行業(yè)鏈大范圍在使用的共識機制
優(yōu)點：不需要代幣也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基礎上，實現(xiàn)秒級共識驗證；
缺點：去中心化程度不如bictoin；更適合多方參與的多中心商業(yè)模式

在使用共識機制，保證數(shù)據(jù)一致性時的巨大優(yōu)勢（共識機制則是Ripple首先提出的，數(shù)據(jù)正確性優(yōu)先的網(wǎng)絡交易同步機制，在共識網(wǎng)絡中，無論軟件代碼怎么變動，無法取得共識就無法進入網(wǎng)絡，更不要提分叉了）。
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PS：稍微自黑下，雖然共識機制絕對能確保任何時候都不會產(chǎn)生硬分叉。但是，這種機制的缺點也比較明顯，那就是要取得與其他節(jié)點的共識，明顯要比當前Bitcoin網(wǎng)絡漫長的多。極端情況下，在Ripple共識機制網(wǎng)絡中掉線的后果也是很恐怖的。

有可能你家停電一天，第二天整個系統(tǒng)就再也無法與其它Rippled節(jié)點取得共識了（共識機制事實上需要超過80%的節(jié)點承認了你的數(shù)據(jù)，你的提交才會被其它節(jié)點接受，否則就會被排它的拒絕連接），甚至只能清空自己全部500多GB數(shù)據(jù)重新同步才能連上其它Ripple節(jié)點。

所以目前來說，現(xiàn)有的Rippled端并不適合民用（商用的話影響就比較小，比如RL自己的Rippled節(jié)點托管在亞馬遜云數(shù)據(jù)中心，長時間無響應是可以高額索賠的，而且那種地方除了大型災害幾乎不會斷），這也是RL一直想改進的方面之一。

目前區(qū)塊鏈的共識機制大致可以分為三類：pow,pos,dpos，pow即Proof of Work,工作量證明機制，在POW機制下為了獲取記賬權和激勵，礦工必須通過一定量的工作量進行數(shù)學運算，誰最快最準計算出了答案，就獲取到了記賬權和獎勵，這是以時間、資源為擔保，確保記賬工作的真實和有效性，POW是一種按勞分配的模式，算力越高、挖礦時間越長，獲得的數(shù)字貨幣就越多了，比較典型的就是btc，btm，pos,Proof of Stake,權益證明機制,POS也稱股權證明機制,是通過持幣產(chǎn)生利息,從而對于驗證人以及節(jié)點進行獎勵,這里我們大家首先要了解一個概念,就是幣齡.幣齡等于幣的數(shù)量乘以幣持有的天數(shù),因而你持有的幣數(shù)量越多,持有天數(shù)越長,你獲到的記賬權和激勵的概率就會越大啦！當你獲得激勵之后，你的持幣天數(shù)就會清零，幣齡也回被清空這樣周而復始，比較有代表性的是量子鏈，關于dpos是什么，以及這些主要共識機制的利弊是什么，字太多了，可以看看這個視頻，里面講的比較清楚：喵懂區(qū)塊鏈11期 | 不了解共識機制，何以談區(qū)塊鏈？

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