區(qū)塊鏈中常見(jiàn)的共識(shí)機(jī)制

史占廣發(fā)布于2019-06-27 18:42 / 1904人閱讀

摘要：七小蟻小蟻共識(shí)機(jī)制使得運(yùn)行小蟻協(xié)議的各節(jié)點(diǎn)能夠?qū)Ξ?dāng)前區(qū)塊鏈狀態(tài)達(dá)成一致意見(jiàn)，通過(guò)股權(quán)持有人投票選舉，來(lái)決定記賬人及其數(shù)量被選出的記賬人完成每個(gè)區(qū)塊內(nèi)容的共識(shí)，決定其中所包含的交易。

一.PoW

依靠機(jī)器進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)獲取記賬權(quán)，對(duì)資源的消耗很大，共識(shí)機(jī)制高，可監(jiān)管性弱，與此同時(shí)每次達(dá)成共識(shí)需要全網(wǎng)共同參與，性能效率比較低，在容錯(cuò)性方面，允許全網(wǎng)50%的節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)，優(yōu)缺點(diǎn)同樣也很明顯。

PoW的優(yōu)點(diǎn)：完全去中心化，節(jié)點(diǎn)自由進(jìn)出。

PoW的缺點(diǎn)：目前比特幣已經(jīng)吸引了全球大部分的運(yùn)算能力，其他再使用PoW共識(shí)機(jī)制的區(qū)塊鏈應(yīng)用很難獲得相同的計(jì)算能力來(lái)保障自身的安全，同時(shí)由于挖礦造成大量的資源被浪費(fèi)，共識(shí)達(dá)成的周期很長(zhǎng)。

目前使用PoW的項(xiàng)目主要有：比特幣、以太坊的前三個(gè)階段，F(xiàn)rontier(前沿)、Homestead(家園)、Metropolis(大都會(huì))。而以太坊的第四個(gè)階段：S熱熱你同意（寧?kù)o）將采用權(quán)益證明機(jī)制。

二.PoS

在PoW中，一個(gè)用戶可能拿1000美元來(lái)購(gòu)買計(jì)算機(jī)，并加入網(wǎng)絡(luò)來(lái)挖礦借此來(lái)產(chǎn)生新的區(qū)塊，從而得到獎(jiǎng)勵(lì)。而在PoS中，用戶則可以拿1000美元來(lái)購(gòu)買等價(jià)的代幣，并將這些代幣作為押金放入到PoS機(jī)制中，這樣一來(lái)用戶就會(huì)有機(jī)會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生新的區(qū)塊而得到獎(jiǎng)勵(lì)。

PoS的優(yōu)點(diǎn)：在一定程度上縮短了共識(shí)達(dá)成的時(shí)間，不再需要消耗大量的能源去挖礦。

PoS的缺點(diǎn)：還是需要挖礦，沒(méi)有從本質(zhì)上解決商業(yè)應(yīng)用的痛點(diǎn)，所有的確認(rèn)都只是一個(gè)概率上的表達(dá)，而不是一個(gè)確定性的事情，理論上有可能存在其他攻擊的影響。

三.DPOS

DPOS的主要工作原理為，每一個(gè)股東按其持股比例擁有相應(yīng)的影響力，51%的股東投票結(jié)果將是不可逆并且有約束力的，其挑戰(zhàn)是通過(guò)及時(shí)而高效的方法達(dá)到51%批準(zhǔn)，為了達(dá)到這個(gè)目的，每個(gè)股東可以將其股票授權(quán)于一名代表，獲得票數(shù)最多的前100位代表將按照既定的時(shí)間表輪流產(chǎn)生區(qū)塊，每一位代表分配到一個(gè)時(shí)間段來(lái)產(chǎn)生區(qū)塊。

四.Pow+Pos 混合

這種混合的共識(shí)方法為所有礦工（工作量證明法支持者）和代幣持有人（權(quán)益證明法支持者）提供了贏得區(qū)塊的平等機(jī)會(huì)。礦工可以通過(guò)增加工作量來(lái)提升贏得區(qū)塊的機(jī)會(huì)，代幣持有者也可以通過(guò)持有更多代幣來(lái)增加他們（贏得區(qū)塊）的機(jī)會(huì)。每個(gè)群體都有50％的機(jī)會(huì)獲勝。

五.Pool驗(yàn)證池

Pool驗(yàn)證池，基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術(shù)，加上數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制；是目前行業(yè)鏈大范圍在使用的共識(shí)機(jī)制

優(yōu)點(diǎn)：不需要代幣也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)秒級(jí)共識(shí)驗(yàn)證；

缺點(diǎn)：去中心化程度不如bictoin；更適合多方參與的多中心商業(yè)模式

六.PBFT：實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法

PBFT是一種狀態(tài)機(jī)副本復(fù)制算法，即服務(wù)作為狀態(tài)機(jī)進(jìn)行建模，狀態(tài)機(jī)在分布式系統(tǒng)的不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行副本復(fù)制。每個(gè)狀態(tài)機(jī)的副本都保存了服務(wù)的狀態(tài)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的操作。將所有的副本組成的集合使用大寫字母R表示，使用0到|R|-1的整數(shù)表示每一個(gè)副本。為了描述方便，假設(shè)|R|=3f+1，這里f是有可能失效的副本的最大個(gè)數(shù)。盡管可以存在多于3f+1個(gè)副本，但是額外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。

七.小蟻

小蟻共識(shí)機(jī)制使得運(yùn)行小蟻協(xié)議的各節(jié)點(diǎn)能夠?qū)Ξ?dāng)前區(qū)塊鏈狀態(tài)達(dá)成一致意見(jiàn)，通過(guò)股權(quán)持有人投票選舉，來(lái)決定記賬人及其數(shù)量；被選出的記賬人完成每個(gè)區(qū)塊內(nèi)容的共識(shí)，決定其中所包含的交易。