区块链共识,区块链技术有多少种共识算法如何理解它们

目前主要几类共识算法如下:PoW区块链共识、PoS、DPos、Ripple Consensus、PBFT

1、PoW(工作量证明)

通过与或运算,计算出一个满足规则的随机数,即获得本次记账权,发出本轮需要记录的数据,全网其它节点验证后一起存储;

优点:易实现,节点间无需交换额外的信息即可达成共识,破坏系统需要投入极大的成本。

缺点:浪费能源,区块的确认时间难以缩短;共识达成的周期较长,不适合商业应用

2、PoS(权益证明)

PoW的一种升级共识机制,本质上是采用权益证明来代替PoW的算力证明,记账权由最高权益的节点获得,而不是最高算力的节点。根据每个节点所占代币的比例和时间;等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度。

优点:,解决了PoW 消耗算力的问题,在一定程度上缩短了共识达成的时间

缺点:拥有权益 的参与者未必希望参与记账,还是需要挖矿。

3、DPos(股份授权证明机制)

类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。

优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。

缺点:整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的。

4、Ripple Consensus(瑞波共识算法)

使一组节点能够基于特殊节点列表达成共识。初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由51%的该俱乐部会员投票通过。共识遵循这核心成员的51%权力,外部人员则没有影响力。由于该俱乐部由“中心化”开始,它将一直是“中心化的”,而如果它开始腐化,股东们什么也做不了。

5、PBFT:Practical Byzantine Fault Tolerance(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。

PBFT算法主要特点如下:客户端向主节点发送请求调用服务操作;主节点通过广播将请求发送给其他副本;所有副本都执行请求并将结果发回客户端;客户端需要等待f+1个不同副本节点发回相同的结果,作为整个操作的最终结果。

区块链的共识机制一定会越来越清晰,在现实当中起到的作用也会越来越大,并受到众多机构的支持,从而让区块链在现实当中的普及进入到一个全新的应用阶段。

2022-06-11

2022-06-11