区块链共识,区块链的共识机制是什么有哪些优缺点

共识机制用通俗的话讲就是制度区块链共识,在中心化的世界里,不存在制度这一说。因为一家之言可以决定走势。

例如,你用支付宝时候你一定不会怀疑谁在记录每一笔交易。

支付宝就是中心,支付宝负责记账。

可是在去中心的世界里面,怎么用一套制度来管理这些离散的节点呢?

这种管理方式就称之为“共识机制”。

因此就有模仿我们人类社会的管理方式的共识机制。

第一种“按劳分配”就是我们说的POW模式。POW:全称Proof of Work,工作量证明。简单的说就是干的多,拿得多。我们现在挖矿的例如BTC,莱特等都是POW模式的币。算力越高、挖矿时间越长,你获得的货币就越多。优点比较公平,比较去中心化,缺点,所有节点都在工作计算一些没有实际意义的“数学题”,造成资源的浪费。

第二种“股权分配”就是我们说的POS模式。POS全称Proof of Stake,股权证明。简单来说,就是一个根据你持有货币的量和时间,给你发利息的一个制度。可以简单理解成你把币放银行,一年给你利息,这个利息不是钱,是币。这种优点是减少资源浪费,看似比较公平,谁拥有的多存的时间长利息就多。很少有人质疑银行的分配制度。但是缺点在于,对于区块链,增大后入节点的难度,造成贫富分化“有钱的越来越有钱。”

国内一款山寨币量子币就是pos模式,未来eth也会走向pos。

第三种“人民代表大会制度”并不是每个人直接参与政务管理的竞争,每个人选出自己的代表让代表去管理。这种模式叫DPOS模式。DPOS:Delegated Proof of Stake,委任权益证明。中文名叫做股份授权证明机制(又称受托人机制),它的原理是让每一个持有DPOS币的人进行投票,由此产生N位代表 , 我们可以将其理解为N个超级节点或者矿池,而这N个超级节点彼此的权利是完全相等的。代表就是EOS和波场。优点是节约资源,缺点是不够去中心化,节点太多就是代表太多办事效率就低,节点少,容易作弊控制。失去去中心的优势。

区块链系统的本质就是一个分布式应用软件。分布式系统的首要问题就是如何解决一致性的问题,也就是如何在多个独立的节点之间达成共识。

在有错误的进程存在并且有可能出现网络分区的情况下,FLP 定理彻底关闭了在传统计算机算法体系下提出解决方案的大门。由社会学和博弈论得到启发,我们尝试引入以下机制。

(1)激励机制。比如,在拜占庭将军问题中给忠诚的将军以奖励。我们引进博弈论概念:不再把节点或者说将军分成公正/恶意(忠诚/ 背叛)两方,认为每一个节点的行为是由激励机制决定。我们认为, 人之初,性无善无恶。性的善恶由后台的激励机制决定,如果激励机制设置得当,考虑到每个节点都有最大化自己的利益的倾向,大部分的节点都会遵守规则,成为公正的节点。

(2)随机性。在拜占庭将军问题中,决定下一步行动需要将军们协调一致,确定统一的下一步计划。在传统的中心化系统中,由权威性的将军做决定。在去中心化的系统中,根据什么规则决定谁有记账权呢?

1)根据每个节点(将军)的计算力(computing power)来决定。谁的计算力强,解开某个谜题,就可以获得记账权(在拜占庭将军问题里是指挥权)。这是 PoW 共识协议。

2)根据每个节点(将军)具有的资源(stake)来决定。所用到的资源不能被垄断,谁投入的资源多,谁就可以获得记账权。这是 PoS 共识协议。

出于上面的考虑,我们引入上诉两种共识算法,试图更好的解决拜占庭将军问题。分布式共识协议具有以下两点属性:

1.如果所有公正节点达到共识,共识过程终止;

2.最后达成的共识必须是公正的。

社会上只要有两个及以上的人参与的事件都必须有一个共识,只有达成共识事情才能顺利的进行下去。 看更多美图 举个例子,一个家庭,现在要买一套新房,这本来是一件开心的事情。但是关于房子的具体位置,家庭成员有了异议。父亲每天加班,希望新房能力公司近一点;母亲希望新房能在居民生活集中的区域;儿子希望新房在就现在的位置,因为这里有很多小伙伴。这个时候,就需要达成一个共识。这里的共识对社会来说并不重要,没有人会关心一个小孩子因为换了新家而见不到昔日的小伙伴。 但是在社会上也有一些重要的事情需要达成共识协议。比如房产权。小甲因为工作原因需要去国外发展,打算把房子卖给小乙,但是小甲又不可能用大喇叭宣告全世界,他已经把房子卖给小乙了,这是就需要一个固定的共识协议房产证明。房产的所有权就会改变,任何人都可以通过查看这个协议知道房产的所有权由小甲转移到了小乙。 但是一旦这份协议遗失或者造假怎么办呢?简单!交给地第三方!交给一个大家都比较信任的第三方,比如政府、银行。 但是针对一些很难有共同信任的第三方的时候该怎么办呢?比如战争国家。 这时,区块链诞生了! 区块链技术在本质上只是一种新的维护共识的方法。区块链技术与现有方法最大的不同,在于一个区块链共识不是被一个权威机构集中地加以维护的。只要本人愿意,任何人都可以参与维护共识。这一社会中的一些人愿意扮演这一角色。让我们将这些参与维护共识的人称为节点。 这些节点是如何实现让大家都认同的共识的呢? 在区块链中所有节点都拥有一份一模一样的,并且实时更新的共识备份。没有一个中央权威机构来控制最终的共识,所有节点都拥有一个备份。这就是为什么区块链被认为是去中心化的——它没有一个对实际共识的控制者。 每个节点都一份一模一样的文档,这些文档里面记录了所有像房产权一样的共识协议 每次共识协议发生变化,所有节点都会改变 这里共识改变所需要的修改记录也存在一种规则,保证记录的真实性,这个规则在区块链中就是共识机制。 只要能够保证信息的真实性,区块链中并没有唯一规定的共识机制。

2022-06-11

2022-06-11