什么是區(qū)塊鏈中的共識機制?

東哥說


在區(qū)塊鏈的世界中,去中心化是一切的基礎(chǔ),但也離不開“共識機制”。

那什么是共識機制?

從廣義上來說,共識機制就是區(qū)塊鏈每個節(jié)點共同遵守的規(guī)則或算法,是實現(xiàn)互信的基礎(chǔ),如此才能實現(xiàn)去中心化的無監(jiān)管,維持整個平臺的正常運轉(zhuǎn)。

從狹義來說,共識機制決定了每個節(jié)點對區(qū)塊鏈上交易的驗證和確認的機制。

而從結(jié)構(gòu)來看,區(qū)塊鏈中包含共識層,其中包含了共識算法,不可缺少。

眾所周知,區(qū)塊鏈的每次交易,都必須獲得每個節(jié)點的認可,只有全網(wǎng)都達成共識后,,交易才算完成。

就好像民主選舉中,投票方式或規(guī)則必須被全民認可,基于此才能完成選舉。

而在區(qū)塊鏈中,共識機制的主要表現(xiàn)就是激勵制度,也就是給礦工的獎勵。


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共識算法的含義

在共識機制的保障下,每個礦工都能獲得獎勵,整個區(qū)塊鏈才能有序的運轉(zhuǎn),提供公平、透明及互信的環(huán)境。

但這樣的機制是如何讓每個節(jié)點都認同,就需要特定的算法來維持,即共識算法。

目前,常見的共識算法分為工作量證明機制、權(quán)益證明機制、股份授權(quán)證明機制以及Pool驗證池等等。

其中工作量證明的應用最廣泛,權(quán)益證明則是近年來新晉的一種機制。但兩者都存在一些問題,所以就涌現(xiàn)出股份授權(quán)證明機制和Pool驗證池等新機制。本文主要圍繞工作量證明和權(quán)益證明展開。


1. 工作量證明(POW)

工作量證明是區(qū)塊鏈中最原始的激勵制度,從字面上來看,就是通過礦工的工作量、貢獻來衡量獎勵的多少,其實依靠的就是算力的大小。

但隨著區(qū)塊鏈發(fā)展到現(xiàn)在,為了獲得算力的最大化,礦工們過分追求高性能的計算能力,導致設備越來越龐大,也越來越費電。

同時,為了集中算力,礦工們不得不“抱團”形成礦池,反而形成了中心化的態(tài)勢。

因此,工作量證明代表的就是“能力強”的礦工,算力決定了一切。


2.權(quán)益證明(POS)

在工作量證明機制被認為質(zhì)疑的時候,以太坊所倡導的權(quán)益證明開始進入人們的視野。

權(quán)益證明,不需要評判算力和貢獻,而是憑借權(quán)益來判定。

我們介紹Token的時候,我們提到它不僅可一指“代幣”,也可以解釋為“權(quán)益證明”,這里的“權(quán)益”其實就也可以理解為代幣,即手里代幣越多的礦工就能獲得更多獎勵。

同時,這里還衍生出“利息”的概念。

如果一個礦工所持有代幣的時間(天數(shù))越長,其“幣齡”(幣齡=幣量x持有天數(shù))也就越大,也因此能獲得更多獎勵。

這樣就會出現(xiàn)一個情況,有錢的礦工就會越來越有錢,像滾雪球一樣,最后“富甲一方”。

所以權(quán)益證明機制的問題,就在于“貧富差距”,即代表的是富有礦工的利益,權(quán)益就是一切。

而股份授權(quán)證明(DPoS)其實是權(quán)益證明的升級版,從原有基礎(chǔ)上,增加了一個類似董事會的機構(gòu),類似于一個股份制的公司,由董事會來權(quán)衡獎勵的分配。(但這不是又中心化了嗎?)

此外,Pool驗證池則不依賴任何代幣,有自己的一套分布式一致性算法來實現(xiàn)驗證,但缺少了代幣的支撐,自然就違背了區(qū)塊鏈原本的初衷,因此問題也同樣存在。

共識機制的意義

對區(qū)塊鏈有一定了解之后,你就會發(fā)現(xiàn),其營造的是一個理想化的世界。

包括共識機制在內(nèi)所有規(guī)則和協(xié)議,都基于所有節(jié)點或用戶“遵紀守法”的前提下。

然而,對于普通人來說,為了追求利益而投機取巧已經(jīng)司空見慣。

因此,原本理想化的規(guī)章制度在一天天被打破,問題也是層出不窮。

但正好比人類社會一樣,問題總是存在,但辦法也總比問題多,不完善總會有人去解決。

但有一個共識必須達成一致,那就是推動區(qū)塊鏈的發(fā)展,這也是一切的前提條件。

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