关于“共识机制”,你知道的很可能是错的

你一定听说过类似的说法“比特币的共识机制是PoW”。事实上,类似的说法是不准确的,PoW并非比特币共识机制的全部。

我相信,但凡了解过比特币或者区块链的朋友,你一定听说过类似的说法“比特币的共识机制是PoW”。事实上,类似的说法是不准确的,PoW并非比特币共识机制的全部。

这篇文章会让你对“共识机制”有一个更加清晰和准确的认识。

01 何谓共识

我们要了解区块链的共识机制,首先要知道什么是“共识”?

从字面意思,共识,即共同的认识,对特定事物保持相同的认识或态度。共识并是不区块链带来的新产物,日常生活中无处不在。

举个很熟悉的场景,你和几个同事就午饭吃什么而讨论,这时有人提出:“老王,你平时最挑食,你来提议。”然后,其他人就老王的提议投票,若大部分人没有异议那么达成共识。

可以看出,共识的过程包含两部分:共识内容(挑食的老王)和共识方法(其他人投票)。

区块链,本质上是一个去中心化的账本“去中心化”的特性体现在这个账本不是由某个节点组织来维护,而是由所有节点来一起维护。因此,自然需要共识机制来保证每个节点的账本都是一致的**。

区块链的共识机制同样包含两部分:待共识的区块区块的共识方式

02 PoW仅确立共识内容

比特币作为区块链的第一个应用,中本聪是如何解决上述的两部分呢?答案分别是PoW工作量证明+最长链原则

PoW的原理介绍资料很多,本文不再展开。简单概括,在比特币系统中,算力最强的节点具有最大可能性获得提出区块的机会。换句话说,谁算力强,谁决定区块内容。

算力强,机会大,但不代表一定最快。其次,一个区块生产后全网广播也需要一定的时间,意味着在某一刻可能存在不止一个有效的区块被产生和提议。

实际上这是一个拜占庭将军问题,但中本聪没有使用经典的拜占庭算法解决,而是提出了最长链原则,所有的节点以最长的链为准,即使短时间内有多条链同时存在,但只要时间足够长,最多节点维护的链(总算力最强)一定是最长的,从而达到最终的一致性。

由此可见,PoW并不是比特币的共识机制的全部,严格来说,PoW仅仅是确立共识内容的一种方式,只是目前大部分人已经习惯将PoW指代为共识机制而已。

03 万变不离其宗

随着比特币的价值逐渐被更多人认可,越来越多的人开始参与挖币。比特币的PoW共识机制暴露出不少问题,比如:耗费能源,矿池算力过度集中违背去中心化原则等。

随后在PoW的基础上,演变出很多新共识机制,如:PoS、DPoS等。这些新的共识机制都是和PoW具有同样的框架,只是在提议区块的方式或共识的方式上进行优化。

PoS机制,权益证明机制,持有权益越多,节点获得提议区块的机会越大。与PoW相比,不管是算力还是权益,本质上以某种稀缺资源作为资格凭证

此外,部分项目的PoS共识机制不在采用最长链原则,取而代之的是拜占庭算法,从而具有更高的性能和高确定性。

04 结束语

总的来说,PoW和PoS并不是共识机制,只是一种提议区块内容的方式。通过分解和整理共识机制的框架,更有助于我们去理解不同的项目的共识机制。

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  • 发表于 2021-01-29 07:26
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  • 分类:比特币

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子叶
子叶

区块链工程师

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