区块链技术:共识机制


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共识机制

共识机制的作用是为了确认区块链上的交易的有效性。

共识机制分类

目前常见的共识机制有POW工作量证明、POS权益证明、DPOS股份授权证明、Ripple共识机制以及PooL验证池,这几类共识机制各有优劣,应用场景也各不相同,下表展示了从不同维度对这几类共识机制的分析比较。

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1、POW(Proof of work)

POW即工作量证明,就是众所周知的挖矿,它是一种竞争共识,通过工作量的证明来获得生成区块的权力。它的优点是完全的去中心化,各个节点完全平等,而且可以自由的进出;缺点则是POW会造成大量的挖矿资源浪费,达成共识的周期也比较长。

2、POS(Proof of Stake)

POS即权益证明,是POW的一种升级共识机制,它主要解决了POW工作量计算浪费的问题。当前POS已有很多不同的变种,但基本还是根据每个节点所占有代币的数量和时间(即权益)来决定其挖矿的难度。它的优点是缩短了各个节点之间达成共识的时间,缺点则是同POW一样仍然需要挖矿,并且POS会使得“富者更富”。

3、DPOS(Delegate Proof of Stake)

DPOS即股份授权证明机制,是POS的一个变种。它的原理是让每个持有代币的人进行投票,由此产生一定数量的“超级节点”,由这些节点来轮流产生区块。它的优点是不再需要通过挖矿来产生区块,从而可以大幅缩小交易确认的时间,能够达到秒级的共识验证,缺点则是DPOS还是得依赖于代币,不适用于一般的商业应用。

4、Ripple Consensus(瑞波共识机制)

Ripple Consensus是一种数据正确性优先的网络交易同步机制,它是基于特殊节点列表达成的共识。在这种共识机制下,必须首先确定若干个初始特殊节点,如果要新接入一个节点,必须获得51%的初始节点的确认,并且只能由被确认的节点产生区块。因此,它区别于前面几类共识机制的主要因素是有一定的“中心化”。Ripple Consensus的优点是能保证任何时候都不会产生硬分叉,并且交易能被实时的验证;而缺点则是新加入节点要取得与其他节点的共识所需时间较长。

5、POOL验证池

POOL验证池是基于传统分布式一致性算法加上数据验证的机制,也是目前行业链大范围在使用的共识机制。它的优点是无需建立代币,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)的基础上,能够实现实时共识验证;缺点是性能会随着节点数的增加而变差,并且去中心化程度不够。除了常见的以上所述的几类共识机制,在区块链的实际应用过程中,还存在着五花八门的依据业务逻辑自定义的共识机制,如小蚁的“中性记账”、类似Ripple Consensus的Stellar共识机制、Factom等众多以“侧链”形式存在的共识机制等。

总结

因此,本文依据共识机制的特性及典型性将其划分为三大类:POW、非POW以及侧链。


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