区块链常用共识机制一览，不怕看不懂

什么是共识？

从字面上看，就是“共识”。

人是不同的，这种差异不仅体现在身材、容貌、能力上，还体现在文化、观点、观念、兴趣等方面。

共识，简而言之，就是一个群体的成员就某一方面达成的一致意见。

为什么需要共识？

因为人类需要合作，而共识是人类实现合作的前提。

18世纪英国著名小说《鲁滨逊漂流记》讲述了一个英国人被困荒岛的传奇经历。 主人公鲁滨逊在荒岛上盖房子、做家具、种粮食、驯山羊，独自生活了24年。

想象一下孤岛独居的鲁滨逊需要共识吗？ 不，他想种什么就种什么，种什么就种什么，他的劳动成果都是他的。

但后来比特币共识机制是什么，他救了一个野人，给他起名叫“星期五”，野人就成了鲁滨逊的仆人，这时情况发生了变化。 为什么？ 因为他们要合作，所以他们必须就如何分工、如何分配劳动成果达成一致。

你可能会说，不是鲁宾逊一个人在管吗？ 是的，但试想一下，如果星期五不承认鲁滨逊的规则，他们能达成合作吗？ 当然不是。 认可意味着共识，只有达成共识才能完成合作。 至于规则是否公平，如何达成共识并不重要。

就算是鲁滨逊一个人制定规则，星期五也只能服从，这是大家的共识。

之所以这是传说，是因为鲁滨逊并不是人类生活中的常态。 人类是群居动物，是群居动物，人类社会需要大规模的合作。

一个团体，如何分工，如何分配成果，如何进行奖惩，谁负责领导和实施奖惩等等，都要有一个全体成员都认可的规则。

对规则的一致认可，就是我们所说的共识。

由于共识，货币具有价值和价格。

共识 • 机制

那么共识机制是什么？

共识机制：区块链交易达成分布式共识的算法。

区块链是一种去中心化的分布式账本系统，可用于登记和发行数字资产、财产凭证、积分等，并以点对点的方式进行转账、支付和交易。

与传统的中心化账本系统相比，区块链系统具有完全公开、不可篡改、防止多次支付等优势，不依赖任何可信任的第三方。

由于对等网络中的网络延迟很高，每个节点观察到的交易顺序不可能完全一致。 因此，区块链系统需要设计一种机制，对相似时间段内发生的交易顺序达成共识。

这种在一个时间窗口内就交易顺序达成共识的算法称为“共识机制”。

POW工作量证明机制：POW是第一个区块链共识机制，最早被BTC采用。

顾名思义，工作量证明机制属于按劳分配，工作越多得到越多，就像比特币系统中大家一起进行数学计算，第一个计算的可以得到奖励。

我们将执行计算并获得奖励的过程称为挖矿，这些挖矿节点称为矿工。 使用该机制的代表包括：BTC、BCH、LTC等。

POW机制的优点是去中心化程度高，人人都可以参与获得记账权。 同时，整个网络的算力越高，安全级别越高，破坏系统的成本也越高，比如BTC发展到现在的水平，如果要对系统造成破坏BTC网络并进行51%攻击，所需成本非常高。

POW机制的缺点是效率比较低，能耗非常高，因为每笔交易都需要经过多个矿工的确认，节点运行过程中会消耗大量的电能，也被广泛使用被POW机制诟病。 缺点。

整理出来的优点是：

1）算法简单，易于实现；

2）节点无需交换额外信息即可达成共识；

3）破坏系统需要付出巨大的代价；

缺点：

1）能源浪费；

2）难以缩短区块的确认时间；

3）新的区块链必须找到不同的哈希算法，否则将面临比特币的算力攻击；

4）容易分叉，需要等待多次确认；

5）永远没有最终性，需要checkpoint机制来弥补最终性；

POS Proof-of-Stake Mechanism：也称为Proof-of-Stake机制，最近流行的staking就是衍生出一种类似POS的机制。

在POS机制中，不需要消耗电力进行计算，而是通过抵押代币来获得打包区块的权利。 当交易发生时，系统会对打包区块和验证区块的节点进行奖励。 奖励来源是发行或解锁的代币。

代表币种：ADA、ONT、ATOM等。

POS机制的优点是不需要算力，浪费能源。 同时缩短了达成共识的时间，提高了转账效率。

POS机制的缺点也非常明显。 首先是去中心化程度，容易出现强者恒强，大持币者持币赚取利息的情况，造成垄断问题。

另一点是安全级别。 POS机制的实现相对复杂，容易出现安全漏洞。

缺点：

1）没有专业化，有权益的参与者未必想参与记账；

2）容易产生分叉，需要等待多次确认；

3）永远没有最终性，需要checkpoint机制来弥补最终性；

在 PoS 的基础上，DPoS 将簿记员的角色专业化。 首先通过权益选择记账人，然后由记账人轮流记账。 这种方法仍然没有解决最终性问题。

POW+POS

混合证明机制

目前混合证明机制的代表是以太坊：工作量证明机制POW用于发行新币，权益证明机制POS用于维护网络安全。 部分交易块（1%）受 POS 保护，其余保留在 POW 中。 以太坊创始人V神认为，POW+POS混合机制可以更快更安全，相比之下对用户更有利。

DPOS委托权益证明机制：DPOS机制是在POS的基础上改进而来的。 简单的说，就是让每个代币持有者进行投票，从而产生一定数量的代表（超级节点），被选出的超级节点节点用于验证和记账，这些超级节点可以获得节点奖励。

代表币种：EOS、TRX等。 DPOS机制的优势在于效率和性能比POS机制更高，因为相比POS机制，DPOS大大减少了参与验证和记账的节点数量。 DPOS机制的缺点是去中心化程度不高，只能算是弱中心化。 同时，安全问题也比较严重。 这也是类POS机制的通病，容易出现安全漏洞。 所以大家应该经常听到EOS的某个DAPP被黑客攻击，Tron的某个DAPP被攻击的消息。 现在这并不奇怪。

POC容量证明机制：简单来说就是利用电脑硬盘中的闲置空间进行存储，从而获得挖矿收益。 早期的万科云和近年炒得比较火的IPFS，都采用了POC机制。 硬盘空间越大，存储的内容越多，获得的奖励就越多。

代表币种：BTT、BHD、IPFS。 POC的优点是挖矿门槛低，去中心化程度高，能耗小。 POC的缺点首先是表面功夫很多，还有一点就是未来发展的局限性可能比较大，可能存在政策风险。

区块链系统中还有其他的共识机制，比如联盟链中常用的PBFT，NEM中使用的POI。

这些共识机制的提出是为了解决现有共识机制的一些不足。 但是目前使用的系统没有POW、POS、DPOS那么多。

DBFT

拜占庭容错算法

YY采用的dBFT机制是根据权益选择记账人，然后记账人通过拜占庭容错算法达成共识。 这种方法的优点是：

1）专业簿记员；

2）可以容忍任何类型的错误；

3）记账由多人完成，每个区块具有最终性，不会分叉；

4）算法的可靠性有严格的数学证明；

缺点：

1）当1/3以上记账员停止工作时，系统将无法提供服务；

2）当1/3以上记账人联手作恶，其他所有记账人分成两个网络孤岛时，恶意记账人可以导致系统分叉，但会留下密码学证据；

行动计划

活动证明

引入活动证明是为了遏制人们可能会自私地破坏比特币区块链系统的潜在安全问题的猜测。 为了避免比特币系统中的货币泛滥，比特币系统只会释放大约 2100 万个比特币，除非协议发生变化以允许供应更多的比特币，否则挖矿几乎会在所有比特币被挖完后停止。 这将意味着比特币矿工将不得不寻找其他币种进行挖矿，或者仅仅依靠交易费用来产生收入，这从长远来看是不可行的。

活动证明本质上是比特币的替代结构，结合了两种最流行的共识机制——工作量证明和权益证明。 该机制作为工作证明，矿工在解决密码难题时获得奖励。 不同的是，挖出的区块只是矿工挖出的数据头和奖励地址，不包含任何交易（相当于一个模板）。

一旦这个几乎是空的区块被开采出来，机制就会改变以遵循股权证明。 标头中的信息然后用于选择随机验证器/用户来签署该块。 这些各方是实际的代币持有者或利益相关者，在股权证明的情况下，股权越大比特币共识机制是什么，他们被选中签署新区块的机会就越大。

优点：比构成该机制的两种算法更安全

缺点：继承了工作量证明和权益证明的缺点，即高资源使用和恶意验证者

热门币种：Decred (DCR)、Espers (ESP)。

的

POB

燃烧证明

燃烧证明与任何人都不可能从区块链中删除数据的概念是平行的。 因此，我们要发明的概念是“烧”币。 人们实际上并没有点燃他们的采矿设备，但这种不可逆转的概念开始发挥作用。 这意味着将矿工拥有的特定货币的代币发送到一个可验证的非花费地址，该地址授予发送者终身在系统上挖矿的特权。 它以虚拟挖矿平台的形式工作，用户获得该平台后就有机会进行挖矿。

据说选择过程是随机的，但同时也有人说，用户销毁的硬币越多，他被选中开采下一个区块的机会就越大。 这有点类似于比特币的过程，投资源于对提高计算能力以实现更高比特率的需求。

这里的投资是建造采矿设备。 你燃烧硬币来购买更先进的虚拟采矿设备。 随着时间的推移，随着越来越多的利益相关者的加入，你在系统中的权益开始减少。 这最终会导致你燃烧更多的硬币来满足你更高的风险。

优点：能耗低，安全性好

缺点：在虚拟矿机上浪费太多资源和币

热门币种：SLM。