1、區(qū)塊鏈目前用到哪些共識機制?它們各自的優(yōu)缺點和適用范圍是什么_百度知 ...

1、區(qū)塊鏈的技術(shù)是什么?

如果我們把數(shù)據(jù)庫假設(shè)成一本賬本，讀寫數(shù)據(jù)庫就可以看做一種記賬的行為，區(qū)塊鏈技術(shù)的原理就是在一段時間內(nèi)找出記賬最快最好的人，由這個人來記賬，然后將賬本的這一頁信息發(fā)給整個系統(tǒng)里的其他所有人。這也就相當(dāng)于改變數(shù)據(jù)庫所有的記錄，發(fā)給全網(wǎng)的其他每個節(jié)點，所以區(qū)塊鏈技術(shù)也稱為分布式賬本（distributed ledger）。

區(qū)塊鏈（Blockchain）是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方案。該技術(shù)方案主要讓參與系統(tǒng)中的任意多個節(jié)點，通過一串使用密碼學(xué)方法相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊（block），每個數(shù)據(jù)塊中包含了一定時間內(nèi)的系統(tǒng)全部信息交流數(shù)據(jù)，并且生成數(shù)據(jù)指紋用于驗證其信息的有效性和鏈接（chain）下一個數(shù)據(jù)庫塊。 區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N類似于NoSQL（非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）這樣的技術(shù)解決方案統(tǒng)稱，并不是某種特定技術(shù)，能夠通過很多編程語言和架構(gòu)來實現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)。并且實現(xiàn)區(qū)塊鏈的方式種類也有很多，目前常見的包括POW（Proof of Work，工作量證明），POS（Proof of Stake，權(quán)益證明），DPOS（Delegate Proof of Stake，股份授權(quán)證明機制）等。 區(qū)塊鏈的概念首次在論文《比特幣：一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）》中提出，作者為自稱中本聰（Satoshi Nakamoto）的個人（或團體）。因此可以把比特幣看成區(qū)塊鏈的首個在金融支付領(lǐng)域中的應(yīng)用。

2、區(qū)塊鏈的原理是什么?

結(jié)合定義區(qū)塊鏈的定義，需要有這四個特征我們才能認(rèn)為：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集體維護（Collectively maintain）、可靠數(shù)據(jù)庫（Reliable Database）。并且由四個特征會引申出另外2個特征：

開源（Open Source）、匿名性（Anonymity）。如果一個系統(tǒng)不具備這些特征，將不能視其為基于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用。 去中心化（Decentralized）：整個網(wǎng)絡(luò)沒有中心化的硬件或者管理機構(gòu)，任意節(jié)點之間的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，且任一節(jié)點的損壞或者失去都會不影響整個系統(tǒng)的運作。因此也可以認(rèn)為區(qū)塊鏈系統(tǒng)具有極好的健壯性。 去信任（Trustless）：參與整個系統(tǒng)中的每個節(jié)點之間進行數(shù)據(jù)交換是無需互相信任的，整個系統(tǒng)的運作規(guī)則是公開透明的，所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容也是公開的，因此在系統(tǒng)指定的規(guī)則范圍和時間范圍內(nèi)，節(jié)點之間是不能也無法欺騙其它節(jié)點。 集體維護（Collectively maintain）：系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由整個系統(tǒng)中所有具有維護功能的節(jié)點來共同維護的，而這些具有維護功能的節(jié)點是任何人都可以參與的。 可靠數(shù)據(jù)庫（Reliable Database）：整個系統(tǒng)將通過分?jǐn)?shù)據(jù)庫的形式，讓每個參與節(jié)點都能獲得一份完整數(shù)據(jù)庫的拷貝。除非能夠同時控制整個系統(tǒng)中超過51%的節(jié)點，否則單個節(jié)點上對數(shù)據(jù)庫的修改是無效的，也無法影響其他節(jié)點上的數(shù)據(jù)內(nèi)容。因此參與系統(tǒng)中的節(jié)點越多和計算能力越強，該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全性越高。 開源（Open Source）：由于整個系統(tǒng)的運作規(guī)則必須是公開透明的，所以對于程序而言，整個系統(tǒng)必定會是開源的。 匿名性（Anonymity）：由于節(jié)點和節(jié)點之間是無需互相信任的，因此節(jié)點和節(jié)點之間無需公開身份，在系統(tǒng)中的每個參與的節(jié)點都是匿名的。

3、區(qū)塊鏈金融是什么?

2016年，革新者將被革新。新一輪技術(shù)革命將一邊應(yīng)對共享經(jīng)濟的陌生人之間信任的挑戰(zhàn)，一邊破壞此類平臺賺錢的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的中介

共享經(jīng)濟雖然有效地挑戰(zhàn)了現(xiàn)狀，并且?guī)в袕娏覄?chuàng)新屬性，但是，它采用的依然是非常傳統(tǒng)的商業(yè)模式。

最常見的對交易收取傭金的方式已經(jīng)沿用了數(shù)個世紀(jì)。今天，技術(shù)已經(jīng)讓很多事成為可能，但是仍無法完全取代中介。

P2P 平臺與其他在線市場剛興起時，人們紛紛談?wù)撊ブ薪椋╠isintermediation），這種繞過傳統(tǒng)中介，通過網(wǎng)絡(luò)直接將人們連接起來的新方式。事實上，盡管我們已經(jīng)體會到新型市場便捷得多，并看到與各種供應(yīng)商進行交易的可能性，但是，我們今天仍然在很大程度上依賴中介。事實是如今最大的新型企業(yè)正是巨型中介，其規(guī)模超乎想象，像阿里巴巴、Amazon、eBay 和 Uber。

有沒有一種技術(shù)解決方案，能夠完全去除各交易方之間的中介？是否存在一個系統(tǒng)，在其中你能夠與任何人直接交易，并免于受到欺騙，同時無人擁有該系統(tǒng)，因此沒有傭金收取方。

區(qū)塊鏈技術(shù)使之成為可能。區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺暮诵募夹g(shù)，極具創(chuàng)新性，可以用于建成完全透明、無主、分散的系統(tǒng)，能在沒有任何形式中介的情況下，保證各種交易方安全進行交易，這些交易方包括人、企業(yè)。

自然而然地，很多資源流向了區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈也給金融與法律行業(yè)帶來了相當(dāng)?shù)挠绊懀⒆罱K將在這兩個行業(yè)肆虐橫行，或者提供最佳機會，這全在于你怎么看待它。

去中心化金融

2015年，可能是出于對另類金融（alternative finance）市場增長的高度敏感，九家投資銀行針對區(qū)塊鏈技術(shù)金融服務(wù)聯(lián)合開發(fā)了開放標(biāo)準(zhǔn)。去年，不斷有各種活動討論區(qū)塊鏈技術(shù)的未來，還推出了Slock.it，這是去中心化共享經(jīng)濟的第一批技術(shù)堆棧之一。

區(qū)塊鏈下的共享經(jīng)濟是什么樣的？

如果你想在共享經(jīng)濟中繼續(xù)賺取傭金，那就要創(chuàng)造新的商業(yè)模式。

當(dāng)然，區(qū)塊鏈?zhǔn)袌鋈詫⑿枰恍┩顿Y。開發(fā)者可能樂于花費時間，解決困擾系統(tǒng)的代碼。但是，我至今還沒遇到早該出現(xiàn)的有類似想法或樂于投資的品牌顧問、設(shè)計師或商人。單單依靠代碼無法幫助區(qū)塊鏈?zhǔn)袌鲞M入主流。

但是區(qū)塊鏈將會蓬勃發(fā)展，加之?dāng)[脫了煩人的中介，幾乎可以預(yù)測它肯定會比現(xiàn)有的共享經(jīng)濟更加便宜，到那時，巨頭們就會被迫著手應(yīng)對。

老牌共享經(jīng)濟將重復(fù)歷史，因堅信本身堅不可摧而走向沒落，被更靈活、有科技助力的競爭對手迅速取代？還是將進行實驗，在共享經(jīng)濟 2.0 中找到有利可圖的市場，并在游戲中勝出？

那么信用呢？

信用，是共享經(jīng)濟相關(guān)所有討論中的最高頻詞，相當(dāng)復(fù)雜棘手。目前的協(xié)作平臺們表達地非常清晰：我們能提高共享經(jīng)濟中的信任水平；我們能采取最優(yōu)措施，保證用戶信任我們的平臺并在上面交易，但是，我們無法保證人與人的交易值得信任。區(qū)塊鏈解則解決了上述問題。

區(qū)塊鏈中交易系統(tǒng)不可改變，并且可以在已分配分類賬內(nèi)跟蹤每筆交易，智能合同為所有雙方交易充分設(shè)定參數(shù)與條件，因此區(qū)塊鏈不再需要任何的 “可信中介” 或者陌生人之間信用的擔(dān)保方。

到 2017年，監(jiān)管機構(gòu)將意識到他們需要徹底反思共享經(jīng)濟領(lǐng)域的規(guī)章制度。那時，各交易方將在區(qū)塊鏈中達成數(shù)億的獨立合同，一種解決方案是向系統(tǒng)中敲進規(guī)則代碼。

2008年 左右共享經(jīng)濟首次出現(xiàn)時，很多人歡呼不已，認(rèn)為是將帶領(lǐng)我們進入一種新的包容、可持續(xù)經(jīng)濟的現(xiàn)象，是未來帶我們進入后資本范式的一種民主化力量。但是，（到目前為止）事實并非如此。互聯(lián)網(wǎng)剛出現(xiàn)時也是這樣，在最初階段曾被烏托邦式理想化，所以，對區(qū)塊鏈持有同樣變革性期待的人很可能會失望。即便如此，區(qū)塊鏈將動搖共享經(jīng)濟巨頭，這絲毫不會受到影響。

4、區(qū)塊鏈社區(qū)

布比區(qū)塊鏈專注于區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng)新，已擁有多項核心技術(shù)，開發(fā)了自有的區(qū)塊鏈服務(wù)平臺。以去中心化信任為核心，致力于打造開放式價值流通網(wǎng)絡(luò)，讓數(shù)字資產(chǎn)都自由流動起來。

特色與優(yōu)勢

已取得多項核心技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)了自有的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)服務(wù)平臺，已在股權(quán)、供應(yīng)鏈、積分、信用等領(lǐng)域開展應(yīng)用。

快速交易驗證

通過對簽名算法、共識機制、賬本存儲等關(guān)鍵交易環(huán)節(jié)的優(yōu)化，布比區(qū)塊鏈可以實現(xiàn)秒級的快速交易驗證。

高效賬本存取

布比區(qū)塊鏈對賬本存儲結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可以節(jié)省90%的儲存空間，降低系統(tǒng)長時間運行，導(dǎo)致賬本存取性能下降的風(fēng)險。

多種資產(chǎn)發(fā)行

布比區(qū)塊鏈支持不同用戶、多種資產(chǎn)的發(fā)行與交易，每種資產(chǎn)可跟蹤記錄發(fā)行商、發(fā)行數(shù)量、交易流通等詳情。

聯(lián)合簽名控制

允許同一賬戶下設(shè)置多個使用用戶，并針對不同的操作設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限，以滿足多方簽名控制的使用場景。

內(nèi)置智能合約

智能合約是一套以數(shù)字形式定義的承諾，區(qū)塊鏈變身合約的參與方，負(fù)責(zé)維護保存合約，并自動執(zhí)行。

鏈上交易所

與傳統(tǒng)中心化交易所相比，用區(qū)塊鏈構(gòu)建的交易平臺，所有交易都在鏈上驗證、完成和保存，保障用戶交易安全性。

布比區(qū)塊鏈要做的是一項新的技術(shù)和產(chǎn)品——實現(xiàn)真正的價值流通，使得互聯(lián)網(wǎng)到達一個新的高度。如果有了這個技術(shù)的應(yīng)用，在轉(zhuǎn)移資產(chǎn)的時候就可以沒有中心機構(gòu)了，可以實現(xiàn)我們之間資產(chǎn)的直接轉(zhuǎn)移。將來如果網(wǎng)絡(luò)本身可以結(jié)賬，我們就可以直接轉(zhuǎn)移了，就不需要通過中間機構(gòu)。

目前區(qū)塊鏈的共識機制大致可以分為三類：pow,pos,dpos，pow即Proof of Work,工作量證明機制，在POW機制下為了獲取記賬權(quán)和激勵，礦工必須通過一定量的工作量進行數(shù)學(xué)運算，誰最快最準(zhǔn)計算出了答案，就獲取到了記賬權(quán)和獎勵，這是以時間、資源為擔(dān)保，確保記賬工作的真實和有效性，POW是一種按勞分配的模式，算力越高、挖礦時間越長，獲得的數(shù)字貨幣就越多了，比較典型的就是btc，btm，它的很大的優(yōu)點在于安全系數(shù)高。

pos,Proof of Stake,權(quán)益證明機制,POS也稱股權(quán)證明機制,是通過持幣產(chǎn)生利息,從而對于驗證人以及節(jié)點進行獎勵,這里我們大家首先要了解一個概念,就是幣齡.幣齡等于幣的數(shù)量乘以幣持有的天數(shù),因而你持有的幣數(shù)量越多,持有天數(shù)越長,你獲到的記賬權(quán)和激勵的概率就會越大啦！當(dāng)你獲得激勵之后，你的持幣天數(shù)就會清零，幣齡也回被清空這樣周而復(fù)始，比較有代表性的是量子鏈，關(guān)于dpos是什么，以及這些主要共識機制的利弊是什么，字太多了，可以看看這個視頻，里面講的比較清楚喵懂區(qū)塊鏈11期 | 不了解共識機制，何以談區(qū)塊鏈？

2、區(qū)塊鏈的共識機制

一、區(qū)塊鏈共識機制的目標(biāo)

區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?？簡單而言，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N去中心化的數(shù)據(jù)庫，或可以叫作分布式賬本(distributed ledger)。傳統(tǒng)上所有的數(shù)據(jù)庫都是中心化的，例如一間銀行的賬本就儲存在銀行的中心服務(wù)器里。中心化數(shù)據(jù)庫的弊端是數(shù)據(jù)的安全及正確性全系于數(shù)據(jù)庫運營方（即銀行），因為任何能夠訪問中心化數(shù)據(jù)庫的人（如銀行職員或黑客）都可以破壞或修改其中的數(shù)據(jù)。

而區(qū)塊鏈技術(shù)則容許數(shù)據(jù)庫存放在全球成千上萬的電腦上，每個人的賬本通過點對點網(wǎng)絡(luò)進行同步，網(wǎng)絡(luò)中任何用戶一旦增加一筆交易，交易信息將通過網(wǎng)絡(luò)通知其他用戶驗證，記錄到各自的賬本中。區(qū)塊鏈之所以得其名是因為它是由一個個包含交易信息的區(qū)塊（block）從后向前有序鏈接起來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

很多人對區(qū)塊鏈的疑問是，如果每一個用戶都擁有一個獨立的賬本，那么是否意味著可以在自己的賬本上添加任意的交易信息，而成千上萬個賬本又如何保證記賬的一致性？ 解決記賬一致性問題正是區(qū)塊鏈共識機制的目標(biāo) 。區(qū)塊鏈共識機制旨在保證分布式系統(tǒng)里所有節(jié)點中的數(shù)據(jù)完全相同并且能夠?qū)δ硞€提案（proposal）（例如是一項交易紀(jì)錄）達成一致。然而分布式系統(tǒng)由于引入了多個節(jié)點，所以系統(tǒng)中會出現(xiàn)各種非常復(fù)雜的情況；隨著節(jié)點數(shù)量的增加，節(jié)點失效或故障、節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)通信受到干擾甚至阻斷等就變成了常見的問題，解決分布式系統(tǒng)中的各種邊界條件和意外情況也增加了解決分布式一致性問題的難度。

區(qū)塊鏈又可分為三種：

公有鏈：全世界任何人都可以隨時進入系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)、發(fā)送可確認(rèn)交易、競爭記賬的區(qū)塊鏈。公有鏈通常被認(rèn)為是“完全去中心化“的，因為沒有任何人或機構(gòu)可以控制或篡改其中數(shù)據(jù)的讀寫。公有鏈一般會通過代幣機制鼓勵參與者競爭記賬，來確保數(shù)據(jù)的安全性。

聯(lián)盟鏈：聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵赣腥舾蓚€機構(gòu)共同參與管理的區(qū)塊鏈。每個機構(gòu)都運行著一個或多個節(jié)點，其中的數(shù)據(jù)只允許系統(tǒng)內(nèi)不同的機構(gòu)進行讀寫和發(fā)送交易，并且共同來記錄交易數(shù)據(jù)。這類區(qū)塊鏈被認(rèn)為是“部分去中心化”。

私有鏈：指其寫入權(quán)限是由某個組織和機構(gòu)控制的區(qū)塊鏈。參與節(jié)點的資格會被嚴(yán)格的限制，由于參與的節(jié)點是有限和可控的，因此私有鏈往往可以有極快的交易速度、更好的隱私保護、更低的交易成本、不容易被惡意攻擊、并且能夠做到身份認(rèn)證等金融行業(yè)必須的要求。相比中心化數(shù)據(jù)庫，私有鏈能夠防止機構(gòu)內(nèi)單節(jié)點故意隱瞞或篡改數(shù)據(jù)。即使發(fā)生錯誤，也能夠迅速發(fā)現(xiàn)來源，因此許多大型金融機構(gòu)在目前更加傾向于使用私有鏈技術(shù)。

二、區(qū)塊鏈共識機制的分類

解決分布式一致性問題的難度催生了數(shù)種共識機制，它們各有其優(yōu)缺點，亦適用于不同的環(huán)境及問題。被眾人常識的共識機制有：

l PoW（Proof of Work）工作量證明機制

l PoS（Proof of Stake）股權(quán)/權(quán)益證明機制

l DPoS（Delegated Proof of Stake）股份授權(quán)證明機制

l PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）實用拜占庭容錯算法

l DBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）授權(quán)拜占庭容錯算法

l SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共識協(xié)議

l RPCA（Ripple Protocol Consensus Algorithm）Ripple共識算法

l Pool驗證池共識機制

（一）PoW（Proof of Work）工作量證明機制

1. 基本介紹

在該機制中，網(wǎng)絡(luò)上的每一個節(jié)點都在使用SHA256哈希函數(shù)(hash function) 運算一個不斷變化的區(qū)塊頭的哈希值 (hash sum)。 共識要求算出的值必須等于或小于某個給定的值。 在分布式網(wǎng)絡(luò)中，所有的參與者都需要使用不同的隨機數(shù)來持續(xù)計算該哈希值，直至達到目標(biāo)為止。當(dāng)一個節(jié)點的算出確切的值，其他所有的節(jié)點必須相互確認(rèn)該值的正確性。之后新區(qū)塊中的交易將被驗證以防欺詐。

在比特幣中，以上運算哈希值的節(jié)點被稱作“礦工”，而PoW的過程被稱為“挖礦”。挖礦是一個耗時的過程，所以也提出了相應(yīng)的激勵機制（例如向礦工授予一小部分比特幣）。PoW的優(yōu)點是完全的去中心化，其缺點是消耗大量算力造成了的資源浪費，達成共識的周期也比較長，共識效率低下，因此其不是很適合商業(yè)使用。

2. 加密貨幣的應(yīng)用實例

比特幣(Bitcoin) 及萊特幣(Litecoin)。以太坊(Ethereum) 的前三個階段（Frontier前沿、Homestead家園、Metropolis大都會）皆采用PoW機制，其第四個階段 (Serenity寧靜) 將采用權(quán)益證明機制。PoW適用于公有鏈。

PoW機制雖然已經(jīng)成功證明了其長期穩(wěn)定和相對公平，但在現(xiàn)有框架下，采用PoW的“挖礦”形式，將消耗大量的能源。其消耗的能源只是不停的去做SHA256的運算來保證工作量公平，并沒有其他的存在意義。而目前BTC所能達到的交易效率為約5TPS（5筆/秒），以太坊目前受到單區(qū)塊GAS總額的上限，所能達到的交易頻率大約是25TPS，與平均千次每秒、峰值能達到萬次每秒處理效率的VISA和MASTERCARD相差甚遠。

3. 簡圖理解模式

（ps：其中A、B、C、D計算哈希值的過程即為“挖礦”，為了犒勞時間成本的付出，機制會以一定數(shù)量的比特幣作為激勵。）

（Ps：PoS模式下，你的“挖礦”收益正比于你的幣齡(幣的數(shù)量*天數(shù))，而與電腦的計算性能無關(guān)。我們可以認(rèn)為任何具有概率性事件的累計都是工作量證明，如淘金。假設(shè)礦石含金量為p% 質(zhì)量, 當(dāng)你得到一定量黃金時，我們可以認(rèn)為你一定挖掘了1/p 質(zhì)量的礦石。而且得到的黃金數(shù)量越多，這個證明越可靠。）

（二）PoS（Proof of Stake）股權(quán)/權(quán)益證明機制

1.基本介紹

PoS要求人們證明貨幣數(shù)量的所有權(quán)，其相信擁有貨幣數(shù)量多的人攻擊網(wǎng)絡(luò)的可能性低?；谫~戶余額的選擇是非常不公平的，因為單一最富有的人勢必在網(wǎng)絡(luò)中占主導(dǎo)地位，所以提出了許多解決方案。

在股權(quán)證明機制中，每當(dāng)創(chuàng)建一個區(qū)塊時，礦工需要創(chuàng)建一個稱為“幣權(quán)”的交易，這個交易會按照一定比例預(yù)先將一些幣發(fā)給礦工。然后股權(quán)證明機制根據(jù)每個節(jié)點持有代幣的比例和時間（幣齡）， 依據(jù)算法等比例地降低節(jié)點的挖礦難度，以加快節(jié)點尋找隨機數(shù)的速度，縮短達成共識所需的時間。

與PoW相比，PoS可以節(jié)省更多的能源，更有效率。但是由于挖礦成本接近于0，因此可能會遭受攻擊。且PoS在本質(zhì)上仍然需要網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進行挖礦運算，所以它同樣難以應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。

2.數(shù)字貨幣的應(yīng)用實例

PoS機制下較為成熟的數(shù)字貨幣是點點幣（Peercoin）和未來幣（NXT），相比于PoW，PoS機制節(jié)省了能源，引入了" 幣天 "這個概念來參與隨機運算。PoS機制能夠讓更多的持幣人參與到記賬這個工作中去，而不需要額外購買設(shè)備（礦機、顯卡等）。每個單位代幣的運算能力與其持有的時間長成正相關(guān)，即持有人持有的代幣數(shù)量越多、時間越長，其所能簽署、生產(chǎn)下一個區(qū)塊的概率越大。一旦其簽署了下一個區(qū)塊，持幣人持有的幣天即清零，重新進入新的循環(huán)。

PoS適用于公有鏈。

3.區(qū)塊簽署人的產(chǎn)生方式

在PoS機制下，因為區(qū)塊的簽署人由隨機產(chǎn)生，則一些持幣人會長期、大額持有代幣以獲得更大概率地產(chǎn)生區(qū)塊，盡可能多的去清零他的"幣天"。因此整個網(wǎng)絡(luò)中的流通代幣會減少，從而不利于代幣在鏈上的流通，價格也更容易受到波動。由于可能會存在少量大戶持有整個網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)代幣的情況，整個網(wǎng)絡(luò)有可能會隨著運行時間的增長而越來越趨向于中心化。相對于PoW而言，PoS機制下作惡的成本很低，因此對于分叉或是雙重支付的攻擊，需要更多的機制來保證共識。穩(wěn)定情況下，每秒大約能產(chǎn)生12筆交易，但因為網(wǎng)絡(luò)延遲及共識問題，需要約60秒才能完整廣播共識區(qū)塊。長期來看，生成區(qū)塊（即清零"幣天"）的速度遠低于網(wǎng)絡(luò)傳播和廣播的速度，因此在PoS機制下需要對生成區(qū)塊進行"限速"，來保證主網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

4.簡圖理解模式

（PS：擁有越多“股份”權(quán)益的人越容易獲取賬權(quán)。是指獲得多少貨幣，取決于你挖礦貢獻的工作量，電腦性能越好，分給你的礦就會越多。）

（在純POS體系中，如NXT，沒有挖礦過程，初始的股權(quán)分配已經(jīng)固定，之后只是股權(quán)在交易者之中流轉(zhuǎn)，非常類似于現(xiàn)實世界的股票。）

（三）DPoS（Delegated Proof of Stake）股份授權(quán)證明機制

1.基本介紹

由于PoS的種種弊端，由此比特股首創(chuàng)的權(quán)益代表證明機制 DPoS（Delegated Proof of Stake）應(yīng)運而生。DPoS 機制中的核心的要素是選舉，每個系統(tǒng)原生代幣的持有者在區(qū)塊鏈里面都可以參與選舉，所持有的代幣余額即為投票權(quán)重。通過投票，股東可以選舉出理事會成員，也可以就關(guān)系平臺發(fā)展方向的議題表明態(tài)度，這一切構(gòu)成了社區(qū)自治的基礎(chǔ)。股東除了自己投票參與選舉外，還可以通過將自己的選舉票數(shù)授權(quán)給自己信任的其它賬戶來代表自己投票。

具體來說， DPoS由比特股（Bitshares）項目組發(fā)明。股權(quán)擁有著選舉他們的代表來進行區(qū)塊的生成和驗證。DPoS類似于現(xiàn)代企業(yè)董事會制度，比特股系統(tǒng)將代幣持有者稱為股東，由股東投票選出101名代表， 然后由這些代表負(fù)責(zé)生成和驗證區(qū)塊。 持幣者若想稱為一名代表，需先用自己的公鑰去區(qū)塊鏈注冊，獲得一個長度為32位的特有身份標(biāo)識符，股東可以對這個標(biāo)識符以交易的形式進行投票，得票數(shù)前101位被選為代表。

代表們輪流產(chǎn)生區(qū)塊，收益（交易手續(xù)費）平分。DPoS的優(yōu)點在于大幅減少了參與區(qū)塊驗證和記賬的節(jié)點數(shù)量，從而縮短了共識驗證所需要的時間，大幅提高了交易效率。從某種角度來說，DPoS可以理解為多中心系統(tǒng)，兼具去中心化和中心化優(yōu)勢。優(yōu)點：大幅縮小參與驗證和記賬節(jié)點的數(shù)量，可以達到秒級的共識驗證。缺點：投票積極性不高，絕大部分代幣持有者未參與投票；另整個共識機制還是依賴于代幣，很多商業(yè)應(yīng)用是不需要代幣存在的。

DPoS機制要求在產(chǎn)生下一個區(qū)塊之前，必須驗證上一個區(qū)塊已經(jīng)被受信任節(jié)點所簽署。相比于PoS的" 全民挖礦 "，DPoS則是利用類似" 代表大會 "的制度來直接選取可信任節(jié)點，由這些可信任節(jié)點（即見證人）來代替其他持幣人行使權(quán)力，見證人節(jié)點要求長期在線，從而解決了因為PoS簽署區(qū)塊人不是經(jīng)常在線而可能導(dǎo)致的產(chǎn)塊延誤等一系列問題。 DPoS機制通常能達到萬次每秒的交易速度，在網(wǎng)絡(luò)延遲低的情況下可以達到十萬秒級別，非常適合企業(yè)級的應(yīng)用。 因為公信寶數(shù)據(jù)交易所對于數(shù)據(jù)交易頻率要求高，更要求長期穩(wěn)定性，因此DPoS是非常不錯的選擇。

2. 股份授權(quán)證明機制下的機構(gòu)與系統(tǒng)

理事會是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的權(quán)力機構(gòu)，理事會的人選由系統(tǒng)股東（即持幣人）選舉產(chǎn)生，理事會成員有權(quán)發(fā)起議案和對議案進行投票表決。

理事會的重要職責(zé)之一是根據(jù)需要調(diào)整系統(tǒng)的可變參數(shù)，這些參數(shù)包括：

l 費用相關(guān)：各種交易類型的費率。

l 授權(quán)相關(guān)：對接入網(wǎng)絡(luò)的第三方平臺收費及補貼相關(guān)參數(shù)。

l 區(qū)塊生產(chǎn)相關(guān)：區(qū)塊生產(chǎn)間隔時間，區(qū)塊獎勵。

l 身份審核相關(guān)：審核驗證異常機構(gòu)賬戶的信息情況。

l 同時，關(guān)系到理事會利益的事項將不通過理事會設(shè)定。

在Finchain系統(tǒng)中，見證人負(fù)責(zé)收集網(wǎng)絡(luò)運行時廣播出來的各種交易并打包到區(qū)塊中，其工作類似于比特幣網(wǎng)絡(luò)中的礦工，在采用 PoW(工作量證明)的比特幣網(wǎng)絡(luò)中，由一種獲獎概率取決于哈希算力的抽彩票方式來決定哪個礦工節(jié)點產(chǎn)生下一個區(qū)塊。而在采用 DPoS 機制的金融鏈網(wǎng)絡(luò)中，通過理事會投票決定見證人的數(shù)量，由持幣人投票來決定見證人人選。入選的活躍見證人按順序打包交易并生產(chǎn)區(qū)塊，在每一輪區(qū)塊生產(chǎn)之后，見證人會在隨機洗牌決定新的順序后進入下一輪的區(qū)塊生產(chǎn)。

3. DPoS的應(yīng)用實例

比特股(bitshares) 采用DPoS。DPoS主要適用于聯(lián)盟鏈。

4.簡圖理解模式

（四）PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）實用拜占庭容錯算法

1. 基本介紹

PBFT是一種基于嚴(yán)格數(shù)學(xué)證明的算法，需要經(jīng)過三個階段的信息交互和局部共識來達成最終的一致輸出。三個階段分別為預(yù)備 (pre-prepare)、準(zhǔn)備 (prepare)、落實 (commit)。PBFT算法證明系統(tǒng)中只要有2/3比例以上的正常節(jié)點，就能保證最終一定可以輸出一致的共識結(jié)果。換言之，在使用PBFT算法的系統(tǒng)中，至多可以容忍不超過系統(tǒng)全部節(jié)點數(shù)量1/3的失效節(jié)點 (包括有意誤導(dǎo)、故意破壞系統(tǒng)、超時、重復(fù)發(fā)送消息、偽造簽名等的節(jié)點，又稱為”拜占庭”節(jié)點)。

2. PBFT的應(yīng)用實例

著名聯(lián)盟鏈Hyperledger Fabric v0.6采用的是PBFT，v1.0又推出PBFT的改進版本SBFT。PBFT主要適用于私有鏈和聯(lián)盟鏈。

3. 簡圖理解模式

上圖顯示了一個簡化的PBFT的協(xié)議通信模式，其中C為客戶端，0 – 3表示服務(wù)節(jié)點，其中0為主節(jié)點，3為故障節(jié)點。整個協(xié)議的基本過程如下：

(1) 客戶端發(fā)送請求，激活主節(jié)點的服務(wù)操作；

(2) 當(dāng)主節(jié)點接收請求后，啟動三階段的協(xié)議以向各從節(jié)點廣播請求；

(a) 序號分配階段，主節(jié)點給請求賦值一個序號n，廣播序號分配消息和客戶端的請求消息m，并將構(gòu)造pre-prepare消息給各從節(jié)點；

(b) 交互階段，從節(jié)點接收pre-prepare消息，向其他服務(wù)節(jié)點廣播prepare消息；

(c) 序號確認(rèn)階段，各節(jié)點對視圖內(nèi)的請求和次序進行驗證后，廣播commit消息，執(zhí)行收到的客戶端的請求并給客戶端響應(yīng)。

(3) 客戶端等待來自不同節(jié)點的響應(yīng)，若有m+1個響應(yīng)相同，則該響應(yīng)即為運算的結(jié)果；

（五）DBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）授權(quán)拜占庭容錯算法

1. 基本介紹

DBFT建基于PBFT的基礎(chǔ)上，在這個機制當(dāng)中，存在兩種參與者，一種是專業(yè)記賬的“超級節(jié)點”，一種是系統(tǒng)當(dāng)中不參與記賬的普通用戶。普通用戶基于持有權(quán)益的比例來投票選出超級節(jié)點，當(dāng)需要通過一項共識（記賬）時，在這些超級節(jié)點中隨機推選出一名發(fā)言人擬定方案，然后由其他超級節(jié)點根據(jù)拜占庭容錯算法（見上文），即少數(shù)服從多數(shù)的原則進行表態(tài)。如果超過2/3的超級節(jié)點表示同意發(fā)言人方案，則共識達成。這個提案就成為最終發(fā)布的區(qū)塊，并且該區(qū)塊是不可逆的，所有里面的交易都是百分之百確認(rèn)的。如果在一定時間內(nèi)還未達成一致的提案，或者發(fā)現(xiàn)有非法交易的話，可以由其他超級節(jié)點重新發(fā)起提案，重復(fù)投票過程，直至達成共識。

2. DBFT的應(yīng)用實例

國內(nèi)加密貨幣及區(qū)塊鏈平臺NEO是 DBFT算法的研發(fā)者及采用者。

3. 簡圖理解模式

假設(shè)系統(tǒng)中只有四個由普通用戶投票選出的超級節(jié)點，當(dāng)需要通過一項共識時，系統(tǒng)就會從代表中隨機選出一名發(fā)言人擬定方案。發(fā)言人會將擬好的方案交給每位代表，每位代表先判斷發(fā)言人的計算結(jié)果與它們自身紀(jì)錄的是否一致，再與其它代表商討驗證計算結(jié)果是否正確。如果2/3的代表一致表示發(fā)言人方案的計算結(jié)果是正確的，那么方案就此通過。

如果只有不到2/3的代表達成共識，將隨機選出一名新的發(fā)言人，再重復(fù)上述流程。這個體系旨在保護系統(tǒng)不受無法行使職能的領(lǐng)袖影響。

上圖假設(shè)全體節(jié)點都是誠實的，達成100%共識，將對方案A（區(qū)塊）進行驗證。

鑒于發(fā)言人是隨機選出的一名代表，因此他可能會不誠實或出現(xiàn)故障。上圖假設(shè)發(fā)言人給3名代表中的2名發(fā)送了惡意信息（方案B），同時給1名代表發(fā)送了正確信息（方案A）。

在這種情況下該惡意信息（方案B）無法通過。中間與右邊的代表自身的計算結(jié)果與發(fā)言人發(fā)送的不一致，因此就不能驗證發(fā)言人擬定的方案，導(dǎo)致2人拒絕通過方案。左邊的代表因接收了正確信息，與自身的計算結(jié)果相符，因此能確認(rèn)方案，繼而成功完成1次驗證。但本方案仍無法通過，因為不足2/3的代表達成共識。接著將隨機選出一名新發(fā)言人，重新開始共識流程。

上圖假設(shè)發(fā)言人是誠實的，但其中1名代表出現(xiàn)了異常；右邊的代表向其他代表發(fā)送了不正確的信息（B）。

在這種情況下發(fā)言人擬定的正確信息（A）依然可以獲得驗證，因為左邊與中間誠實的代表都可以驗證由誠實的發(fā)言人擬定的方案，達成2/3的共識。代表也可以判斷到底是發(fā)言人向右邊的節(jié)點說謊還是右邊的節(jié)點不誠實。

（六）SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共識協(xié)議

1. 基本介紹

SCP 是 Stellar (一種基于互聯(lián)網(wǎng)的去中心化全球支付協(xié)議) 研發(fā)及使用的共識算法，其建基于聯(lián)邦拜占庭協(xié)議 (Federated Byzantine Agreement) 。傳統(tǒng)的非聯(lián)邦拜占庭協(xié)議（如上文的PBFT和DBFT）雖然確?？梢酝ㄟ^分布式的方法達成共識，并達到拜占庭容錯 (至多可以容忍不超過系統(tǒng)全部節(jié)點數(shù)量1/3的失效節(jié)點)，它是一個中心化的系統(tǒng) — 網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的數(shù)量和身份必須提前知曉且驗證過。而聯(lián)邦拜占庭協(xié)議的不同之處在于它能夠去中心化的同時，又可以做到拜占庭容錯。

[…]

（七）RPCA（Ripple Protocol Consensus Algorithm）Ripple共識算法

1. 基本介紹

RPCA是Ripple（一種基于互聯(lián)網(wǎng)的開源支付協(xié)議，可以實現(xiàn)去中心化的貨幣兌換、支付與清算功能）研發(fā)及使用的共識算法。在 Ripple 的網(wǎng)絡(luò)中，交易由客戶端（應(yīng)用）發(fā)起，經(jīng)過追蹤節(jié)點（tracking node）或驗證節(jié)點（validating node）把交易廣播到整個網(wǎng)絡(luò)中。追蹤節(jié)點的主要功能是分發(fā)交易信息以及響應(yīng)客戶端的賬本請求。驗證節(jié)點除包含追蹤節(jié)點的所有功能外，還能夠通過共識協(xié)議，在賬本中增加新的賬本實例數(shù)據(jù)。

Ripple 的共識達成發(fā)生在驗證節(jié)點之間，每個驗證節(jié)點都預(yù)先配置了一份可信任節(jié)點名單，稱為 UNL（Unique Node List）。在名單上的節(jié)點可對交易達成進行投票。共識過程如下：

(1) 每個驗證節(jié)點會不斷收到從網(wǎng)絡(luò)發(fā)送過來的交易，通過與本地賬本數(shù)據(jù)驗證后，不合法的交易直接丟棄，合法的交易將匯總成交易候選集（candidate set）。交易候選集里面還包括之前共識過程無法確認(rèn)而遺留下來的交易。

(2) 每個驗證節(jié)點把自己的交易候選集作為提案發(fā)送給其他驗證節(jié)點。

(3) 驗證節(jié)點在收到其他節(jié)點發(fā)來的提案后，如果不是來自UNL上的節(jié)點，則忽略該提案；如果是來自UNL上的節(jié)點，就會對比提案中的交易和本地的交易候選集，如果有相同的交易，該交易就獲得一票。在一定時間內(nèi)，當(dāng)交易獲得超過50%的票數(shù)時，則該交易進入下一輪。沒有超過50%的交易，將留待下一次共識過程去確認(rèn)。

(4) 驗證節(jié)點把超過50%票數(shù)的交易作為提案發(fā)給其他節(jié)點，同時提高所需票數(shù)的閾值到60%，重復(fù)步驟(3)、步驟(4)，直到閾值達到80%。

(5) 驗證節(jié)點把經(jīng)過80%UNL節(jié)點確認(rèn)的交易正式寫入本地的賬本數(shù)據(jù)中，稱為最后關(guān)閉賬本（last closed ledger），即賬本最后（最新）的狀態(tài)。

在Ripple的共識算法中，參與投票節(jié)點的身份是事先知道的，因此，算法的效率比PoW等匿名共識算法要高效，交易的確認(rèn)時間只需幾秒鐘。這點也決定了該共識算法只適合于聯(lián)盟鏈或私有鏈。Ripple共識算法的拜占庭容錯（BFT）能力為（n-1）/5，即可以容忍整個網(wǎng)絡(luò)中20%的節(jié)點出現(xiàn)拜占庭錯誤而不影響正確的共識。

2. 簡圖理解模式

共識過程節(jié)點交互示意圖：

共識算法流程：

（八）POOL驗證池共識機制

Pool驗證池共識機制是基于傳統(tǒng)的分布式一致性算法（Paxos和Raft）的基礎(chǔ)上開發(fā)的機制。Paxos算法是1990年提出的一種基于消息傳遞且具有高度容錯特性的一致性算法。過去, Paxos一直是分布式協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，但是Paxos難于理解，更難以實現(xiàn)。Raft則是在2013年發(fā)布的一個比Paxos簡單又能實現(xiàn)Paxos所解決問題的一致性算法。Paxos和Raft達成共識的過程皆如同選舉一樣，參選者需要說服大多數(shù)選民(服務(wù)器)投票給他，一旦選定后就跟隨其操作。Paxos和Raft的區(qū)別在于選舉的具體過程不同。而Pool驗證池共識機制即是在這兩種成熟的分布式一致性算法的基礎(chǔ)上，輔之以數(shù)據(jù)驗證的機制。

3、pos機制的起源與設(shè)計理念

POS起源

2012年，背景是POW進淪為資本玩家的玩具，算力過于中心化，隨時都有被“51%攻擊”。

開放者Sunny Kind第一次提出了POS（股權(quán)證明）的概念，與POW是完全不一樣的。

POS不用大量的算力來維持網(wǎng)絡(luò)安全，只要參與者打開自已的錢包在線增加權(quán)重，獲得相應(yīng)的獎勵也就是利息。

POS的設(shè)計理念

我們應(yīng)該都知道，比特幣的區(qū)塊產(chǎn)量每四年就會減半，這樣區(qū)塊的產(chǎn)量將會越來越少，礦工就會“曠工”，因為賺到的越來越少。

那么，人數(shù)少了，比特幣就可能被一些高算力的人所掌握，數(shù)字貨幣網(wǎng)絡(luò)將會癱瘓。

POS解決方法:并非所有的區(qū)塊都是靠挖礦得來的，只要打開錢包客戶端程序，就能發(fā)現(xiàn)區(qū)塊，也可以得到利息，這樣就會有一個引流的效果。

POS機制可以描述成一種虛擬挖礦。鑒于POW主要依賴于計算機硬件的稀缺性來防止女巫攻擊，POS則主要依賴于區(qū)塊鏈自身里的代幣。

女巫攻擊

這個名字是基于1973年的小說《女巫》改編的同名電影，女主具有16重人格。

因為節(jié)點隨時加入和退出等原因，為了維護網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定，同一份數(shù)據(jù)可能備份在很多節(jié)點上，這就是數(shù)據(jù)冗余機制。

若是在網(wǎng)絡(luò)上存在惡意節(jié)點，那這一個節(jié)點就具有多重身份。那這個惡意節(jié)點就可能騙到其他節(jié)點備份到他這里。

POW就是根據(jù)計算能力隨機，而POS則根據(jù)擁有財產(chǎn)隨機。POW是保證比特幣、當(dāng)前以太坊和許多其它區(qū)塊鏈安全的一種機制。

但是POW算法在挖礦過程中因破壞環(huán)境和浪費電力而受到指責(zé)。POS試圖通過以一種不同的機制取代挖礦的概念，從而解決這些問題。

PoS的優(yōu)點

不再需要為了安全產(chǎn)生區(qū)塊而大量消耗電能。由于不再需要大量能耗，通過發(fā)行新幣以激勵參與者繼續(xù)參與網(wǎng)絡(luò)的壓力會下降。PoS機制下，全網(wǎng)每秒可以處理的交易數(shù)增加，可以提供比PoW機制更好的性能。

POS算法是個資本主義

你擁有的錢越多，得到的權(quán)利也就越大。為什么？

因為你在里面的錢越多你想要維護系統(tǒng)的愿望也就更大。若是有惡意攻擊，他們的錢也就只能是竹籃打水一場空。

POS算法

如果我手上有500個代幣，把它放進POS機制，這樣里面的500個代幣就變成了驗證者.假設(shè)它在區(qū)塊鏈里最新的塊。

POS算法將從驗證者里面抽取一個隨機的，給他們權(quán)利產(chǎn)生下一個區(qū)塊。

PoS 機制由股東自己保證安全，工作原理是利益捆綁。在這個模式下，不持有 PoS 的人無法對 PoS 構(gòu)成威脅。PoS 的安全取決于持有者，和其他任何因素?zé)o關(guān)。

PoS機制源于人們對PoW機制的不滿以及改進。早期的PoS機制有各種缺陷，隨著各種項目對PoS機制的不斷改進，PoS正逐漸成為主流的共識機制。

4、POW、POS共識機制的優(yōu)缺點是什么啊?哪位大神科普下

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和演變，包含了：POW、POS、DPOS、Pool驗證池、DBFT、POC、POR等共識算法機制。今天，貝數(shù)區(qū)塊鏈就和大家一起聊聊POW、POS、DPOS幾個主流共識機制的相關(guān)知識。關(guān)注貝數(shù)區(qū)塊鏈、從小白變大神！

POW：Proof of Work，工作證明。比特幣在Block的生成過程中使用了此機制，找到合理的Block Hash需要經(jīng)過大要得量嘗試計算，計算時間取決于機器的哈希運算速度。POS：Proof of Stake，股權(quán)證明。簡單來說，就是一個根據(jù)你持有貨幣的量和時間，給你發(fā)利息的一個制度，在POS模式下，持幣有利息。DSC（動態(tài)權(quán)益）共識算法：公鏈項目Penta的獨創(chuàng)。分三層：第一層進行代表選舉，第二層通過三列籌錢算法挑選議員和觀察員組成若干共識組，第三層從候選區(qū)塊中通過散列抽簽算法選取正式塊。 知乎里面看看,回答的一大堆。 小白問題

5、什么是pos算法和pos機制

pos是公鏈中的共識算法，作為pow的一種替換。pow是保證比特幣，當(dāng)前以太坊和許多區(qū)塊鏈安全的一種機制，但是pow算法在挖礦過程中，因為破壞環(huán)境和浪費電而受到指責(zé)，pos試圖通過一種不同的機制取代挖礦的概念，從而解決這些問題。

ps機制可以被描述成一種虛擬挖礦，鑒于pow主要依賴于計算硬件的稀缺性，來防止女巫攻擊。在pow中，一個用戶有可能用一千美元來買計算機，加入網(wǎng)絡(luò)來挖礦，產(chǎn)生新區(qū)塊，從而得到獎勵。在pos中，用戶可以拿到一千美元，買到等值的代幣，把這些代幣當(dāng)做押金放在pos機制之中，只要用戶就有機會產(chǎn)生，這樣用戶可以得到獎勵。

pos算法如下，存在一個持幣人的集合，他們把手中的代幣放入pos機制中，這樣他們就變成驗證者。

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