巨鲸数字-区块链技术-区块链三大主流共识机制介绍

区块链作为一项新兴技术，不断为各行各业注入新的活力，而区块链本身的运行机制也成为非常重要的一环。 只有运行规则明确了，才能对接更多的行业进行落地应用，而区块链本身的运行机制，我们可以简单的称之为共识机制。

1、如何理解共识机制？

维基百科对共识机制的回答是这样的：由于大多数加密货币采用去中心化的区块链设计，节点分散且处处平行，因此必须设计一个系统来维护系统运行的秩序和公平性，统一区块链的版本比特币的三种关键技术，奖励提供资源维护区块链的用户，惩罚恶意破坏者。

这样的系统必须依靠某种方式来证明谁获得了一个区块链的打包权（或记账权）比特币的三种关键技术，就可以获得打包这个区块的奖励； 或者谁有意为害，你会得到一定的惩罚，这就是共识机制。

简单来说，区块链系统是一个点对点的网络系统，这些节点在同一时间会有时间延迟和不同的动作。 为了让这些节点达成共识并继续下去，需要一套公平的规则。 规范这些节点，只有这样，整个区块链系统才能顺利运行。 因此，从本质上讲，共识机制就是确定区块链系统中由谁负责产生哪个新区块。

二、区块链三大主流共识机制

目前，区块链共识机制主要有三种，即PoW（工作量证明）、PoS（权益证明）和DPoS（代理权益证明）。

1. PoW（Proof of Work），工作量证明

工作量证明系统的概念最早是由 Cynthia Dwork 和 Moni Naor 在 1993 年的一篇学术论文中提到的，而工作量证明（PoW）则是在 1999 年由 Markus Jakobsson 和 Ari Juels 的一篇文章中正式提出的。直到 2008 年 10 月，中本聪在比特币白皮书中将 PoW 作为比特币的共识机制，PoW 才开始为一些人所知。

PoW与其名称Proof of Work同名，矿工工作多少，挖矿奖励多少。 就拿我们比较熟悉的比特币来说，矿工的矿机性能越好，越多，挖出的比特币奖励就越多。 这和按劳分配是一样的。

除了比特币，以太坊（ETH）和莱特币（LTC）的底层共识机制也是PoW共识机制。

PoW共识机制的优势：

01. 去中心化，保证每个节点的公平记账；

02.安全性高，破坏系统需要巨大的代价。

PoW 共识机制的缺点：

01. 资源浪费，越来越多的矿机竞争，大量消耗设备和电力；

02. 网络性能低下，区块共识时间过长，难以实现正常商用；

03. 容易产生分叉，一步步脱离去中心化的特点。

2. PoS（Proof of Stake），权益证明

PoS 最先被 Peercoin 采用，Peercoin 于 2012 年由化名 Sunny King 创立。 这种机制的原理类似于我们现实生活中的股东机制。 拥有的股份越多，获得记账的权力就越大。 我们所知道的 Stellar 使用这种共识机制。

PoS共识机制的优势：

01. 节约挖矿能源​​；

02.缩短各节点达成共识的时间。

PoS共识机制的缺点：

01. 缺乏专业化，拥有权利的人不一定具备足够的专业知识，甚至可能不想参与记账；

02、去中心化特征减弱，容易形成头部资源垄断，由拥有51%股权的人控制。

3.DPoS（Delegated Proof of Stake），代理权益证明

DPoS 被认为是 PoS 的进化解决方案。

DPoS 委托权益证明机制在 PoS 的基础上进行了优化。 通过投票，生产者被选举出来，代为履行自己的权利和义务，而不是由算力来决定。

如果生产者不称职，他们可以随时被投票淘汰。 投票权重和收益分配按照持有的加密货币数量占总量的百分比计算。 51%股东的表决结果不可撤销，具有约束力。

DPoS 类似于股份制公司。 普通股东不能加入董事会。 他们必须投票选举代表组成董事会。 每个人手中的数字货币用来计算权重，然后根据权重，投票选出能代表自己权益的人，记账。

DPoS的优势在于记账节点数量少，协作高效，记账效率高。 它的缺点是削弱了分权的程度，选举产生的代表对会计存在一定程度的集中控制。

目前，没有一种共识机制是十全十美的，各有各的不足。 随着区块链技术的不断发展，共识机制将不断优化，未来可期。