.FLP定理：在網(wǎng)絡(luò)可靠、存在節(jié)點(diǎn)失效的最小化異步模型系統(tǒng)中，不存在一個(gè)可以解決一致性問(wèn)題的確定性算法。在這個(gè)原理的前提下，也告訴人們：不要浪費(fèi)時(shí)間去為異步分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)在任意場(chǎng)景下都能實(shí)現(xiàn)共識(shí)的算法，在允許節(jié)點(diǎn)失效的情況下，純粹異步系統(tǒng)無(wú)法確保一致性在有限時(shí)間內(nèi)完成。

2.CAP定理：分布式計(jì)算系統(tǒng)不可能同時(shí)確保一致性、可用性和分區(qū)容錯(cuò)性，這三者不可兼得。

一致性（consistency）:所有節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)刻能夠看到同樣的數(shù)據(jù)，即“強(qiáng)一致性”

可用性（availability）:確保每個(gè)請(qǐng)求都可以收到確定其是否成功的響應(yīng)，并且是在有限的時(shí)間內(nèi)。

分區(qū)容錯(cuò)性（partition tolerance）:因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致的系統(tǒng)分區(qū)不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。

共識(shí)算法的適用范圍：

1）私有鏈：封閉生態(tài)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，所有節(jié)點(diǎn)都是可信任的，如某大興集團(tuán)內(nèi)部的多數(shù)公司

2）聯(lián)盟鏈：半封閉生態(tài)的交易網(wǎng)絡(luò)，存在對(duì)等的不信任節(jié)點(diǎn)，如行業(yè)內(nèi)部的公司A,B,C等。

3）公有鏈：開(kāi)放生態(tài)的交易網(wǎng)絡(luò)，即所有人都可以參與交易，沒(méi)有任何限制和資格審核。

由于私有鏈 是封閉生態(tài)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，因此使用傳統(tǒng)分布式一致性模型應(yīng)該是最優(yōu)的；由于聯(lián)盟行業(yè)鏈的半封閉、半開(kāi)放特性，使用Delegated Proof of XXX是最優(yōu)的；對(duì)于公有鏈，POW應(yīng)該是最優(yōu)的選擇。

4.4PBFT算法（Practical Byzantine Fault Tolerance）

在PBFT算法中，至多可以容忍不超過(guò)系統(tǒng)全部節(jié)點(diǎn)數(shù)量的1/3的拜占庭節(jié)點(diǎn)“背叛”，即如果有超過(guò)2/3的節(jié)點(diǎn)正常，整個(gè)系統(tǒng)就可以正常工作。央行推出的區(qū)塊鏈數(shù)字票據(jù)交易平臺(tái)用的就是優(yōu)化后的PBFT算法。騰訊的區(qū)塊鏈用的也是PBFT.

PBFT算法的優(yōu)點(diǎn)：

1.PBFT算法共識(shí)各節(jié)點(diǎn)由業(yè)務(wù)的參與方或者監(jiān)管方組成，安全性與穩(wěn)定性由業(yè)務(wù)相關(guān)方保證。

2.共識(shí)的時(shí)延大約在2-5秒，基本達(dá)到商用實(shí)時(shí)處理的要求。

3.共識(shí)效率高，可滿足高頻交易量的需求。

PBFT非常適合聯(lián)盟鏈的應(yīng)用場(chǎng)景，但是在公有鏈中就有很大的問(wèn)題。

4.5工作量證明--POW(Proof of Work)

POW協(xié)議·簡(jiǎn)述如下：

1）向所有的節(jié)點(diǎn)廣播新的交易

2）每個(gè)節(jié)點(diǎn)把收到的交易放進(jìn)塊中

3）在每一輪中，一個(gè)被隨機(jī)選中的節(jié)點(diǎn)廣播它所保有的塊

4）其他節(jié)點(diǎn)在驗(yàn)證快中的所有的交易正確無(wú)誤后接受該區(qū)塊

5）其他節(jié)點(diǎn)將該區(qū)塊的哈希值放入下一個(gè)它們創(chuàng)建的區(qū)塊中，表示它們承認(rèn)這個(gè)區(qū)塊的正確性

Pow共識(shí)協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是完全去中心化，節(jié)點(diǎn)自由進(jìn)出。但是依賴機(jī)器進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)獲取記賬權(quán)，資源的消耗相比其他共識(shí)機(jī)制高，可監(jiān)管性弱，每次達(dá)成共識(shí)需要全網(wǎng)共同參與運(yùn)算，性能效率比較低，容錯(cuò)性方面允許全網(wǎng)50%節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)。

挖礦造成大量的資源浪費(fèi)

共識(shí)達(dá)成的周期較長(zhǎng)

4.6股權(quán)權(quán)益證明---Pos（Proof of Stack）

Pos最基本的概念就是選擇生成新的區(qū)塊的機(jī)會(huì)應(yīng)和股權(quán)的大小成正比。

Pos運(yùn)作的機(jī)制大致如下：

1）加入Pos機(jī)制的都是持幣人，成為驗(yàn)證者（validator）

2)Pos算法在這些驗(yàn)證者里挑一個(gè)給予權(quán)利生成新的區(qū)塊，挑選順序依據(jù)持幣的多少

3）如果在一定時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有生產(chǎn)區(qū)塊，Pos則挑選下一個(gè)驗(yàn)證者，給予生成新區(qū)塊的權(quán)利

4）以此類推，以區(qū)塊鏈中最長(zhǎng)的鏈為準(zhǔn)

Pos和PoW有一個(gè)很大的區(qū)別：在Pos機(jī)制下，持幣是有利息的，Pos機(jī)制下不會(huì)產(chǎn)生通縮的情況，和POW相比，Pos不需要為了生成新區(qū)塊而大量的消耗電力，也一定程度上縮短了共識(shí)達(dá)成·的時(shí)間，但缺點(diǎn)是PoS還是需要挖礦。

4.7委托權(quán)益人證明機(jī)制---DPoS

DPoS(Delegated Proof of Stake)機(jī)制是PoS算法的改進(jìn)。DPoS算法中使用見(jiàn)證人機(jī)制解決中心化問(wèn)題。總共有N個(gè)見(jiàn)證人對(duì)區(qū)塊進(jìn)行簽名。DPoS消除了交易需要等待一定數(shù)據(jù)區(qū)塊被非信任節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證的時(shí)間消耗。通過(guò)減少確認(rèn)的要求，DPoS算法大大提高了交易的速度。通過(guò)信任少量的誠(chéng)信節(jié)點(diǎn)，可以去除區(qū)塊簽名過(guò)程中不必要的步驟。見(jiàn)證人機(jī)制有以下特點(diǎn)：

1.見(jiàn)證人的數(shù)量由權(quán)益所有者確定，至少需要確保11個(gè)見(jiàn)證人

2.見(jiàn)證人必須盡量長(zhǎng)時(shí)間在線，以便做出響應(yīng)

3.見(jiàn)證人代表權(quán)益所有人簽署和廣播新的區(qū)塊鏈

4.見(jiàn)證人如果無(wú)法簽署區(qū)塊鏈，就將失去資格，也將失去這一部分的收入

5.見(jiàn)證人無(wú)法簽署無(wú)效的交易，因?yàn)榻灰仔枰幸?jiàn)證人都確認(rèn)

作者：極光007

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