区块链中常见的共识机制

史占广发布于2019-06-27 18:42 / 1897人阅读

摘要：七小蚁小蚁共识机制使得运行小蚁协议的各节点能够对当前区块链状态达成一致意见，通过股权持有人投票选举，来决定记账人及其数量被选出的记账人完成每个区块内容的共识，决定其中所包含的交易。

一.PoW

依靠机器进行数学运算来获取记账权，对资源的消耗很大，共识机制高，可监管性弱，与此同时每次达成共识需要全网共同参与，性能效率比较低，在容错性方面，允许全网50%的节点出错，优缺点同样也很明显。

PoW的优点：完全去中心化，节点自由进出。

PoW的缺点：目前比特币已经吸引了全球大部分的运算能力，其他再使用PoW共识机制的区块链应用很难获得相同的计算能力来保障自身的安全，同时由于挖矿造成大量的资源被浪费，共识达成的周期很长。

目前使用PoW的项目主要有：比特币、以太坊的前三个阶段，Frontier(前沿)、Homestead(家园)、Metropolis(大都会)。而以太坊的第四个阶段：S热热你同意（宁静）将采用权益证明机制。

二.PoS

在PoW中，一个用户可能拿1000美元来购买计算机，并加入网络来挖矿借此来产生新的区块，从而得到奖励。而在PoS中，用户则可以拿1000美元来购买等价的代币，并将这些代币作为押金放入到PoS机制中，这样一来用户就会有机会因为产生新的区块而得到奖励。

PoS的优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间，不再需要消耗大量的能源去挖矿。

PoS的缺点：还是需要挖矿，没有从本质上解决商业应用的痛点，所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击的影响。

三.DPOS

DPOS的主要工作原理为，每一个股东按其持股比例拥有相应的影响力，51%的股东投票结果将是不可逆并且有约束力的，其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准，为了达到这个目的，每个股东可以将其股票授权于一名代表，获得票数最多的前100位代表将按照既定的时间表轮流产生区块，每一位代表分配到一个时间段来产生区块。

四.Pow+Pos 混合

这种混合的共识方法为所有矿工（工作量证明法支持者）和代币持有人（权益证明法支持者）提供了赢得区块的平等机会。矿工可以通过增加工作量来提升赢得区块的机会，代币持有者也可以通过持有更多代币来增加他们（赢得区块）的机会。每个群体都有50％的机会获胜。

五.Pool验证池

Pool验证池，基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制；是目前行业链大范围在使用的共识机制

优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证；

缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式

六.PBFT：实用拜占庭容错算法

PBFT是一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态，同时也实现了服务的操作。将所有的副本组成的集合使用大写字母R表示，使用0到|R|-1的整数表示每一个副本。为了描述方便，假设|R|=3f+1，这里f是有可能失效的副本的最大个数。尽管可以存在多于3f+1个副本，但是额外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。

七.小蚁

小蚁共识机制使得运行小蚁协议的各节点能够对当前区块链状态达成一致意见，通过股权持有人投票选举，来决定记账人及其数量；被选出的记账人完成每个区块内容的共识，决定其中所包含的交易。

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