區塊鏈的共識機制大對比

買賣虛擬貨幣

區塊鏈的起源源自於上世紀密碼極客們對於秘鑰技術的探索。追溯歷史其首先開始於上世紀70年代,在隨後的幾十年裡,極客們對於技術的研究從來沒有停止,要實現理想中的數字貨幣體系最關鍵的問題之一,是如何使得系統內的所有參與者對於賬本的一致效能夠達成統一。

為解決這個問題,工作量證明、拜占庭容錯等機制先後被設計出來,但由於一些原因,首先應用這些機制的數字貨幣先後都失敗了,直到中本聰破天荒的推出了比特幣。

現在區塊鏈世界中許多不同型別的專案,但如何保持節點資料的同步和準確性是每一個區塊鏈開發者都要思考的問題,所以共識機制就成了專案的靈魂,這種底層設計是專案的重中之重。

POW 工作量證明

POW機制源自於已經失敗了的B-money,中本聰首先借鑑了其思想並加以改進。簡單來說就是透過數學運算來爭奪記賬權(隨機值),擁有記賬權的節點就可以將打包的區塊向全網進行廣播並且併入到區塊鏈上,節點會獲得獎勵作為參與運算的報酬。

進行運算並打包的節點也就是我們所說的“礦工”。但隨著參與運算的節點越多,想要獲得記賬權也會隨之越難,所以“挖礦”的難度是動態調整的,為什麼早期比特幣挖礦能獲得更多報酬,因為運算的節點少,挖礦的難度值較低。

工作量證明機制的挖礦方式

1)CPU挖掘  - 使用普通計算機的CPU進行運算挖礦

2)GPU挖掘  - 這與CPU挖礦沒有什麼不同,但顯示卡更加強大可以提供更多的算力,並且相對而言使用更少的電力。

3)FPGA挖礦  - 也稱為“現場可程式設計門陣列挖掘”。FPGA是針對特定計算任務量身定製的電路,使其在採礦時比普通處理器快幾倍。

4)ASIC Mining  - 是一種“專用積體電路”,是為特定用途定製的電路。ASIC在速度和效率方面都輕鬆勝過CPU,GPU和FPGA,所以其誕生後,以ASIC為代表的專業礦機成為主流。

目前透過運算挖礦大多使用顯示卡或專業礦機,CPU由於效率太低目前幾乎已經無人使用,而由於ASIC礦機比FPGA擁有更高的效率,廠商們開始了ASIC的量產,FPGA也早已被淘汰。

在現有的區塊鏈專案中,採用工作量證明的專案有:比特幣、萊特幣和Zcash等。

值得一提的是,對於POW機制有兩種爭論,一種說法是採用POW機制挖礦需要耗費大量的電力資源,這種觀點認為POW機制不夠環保,對資源是一個巨大的浪費。

但另一種聲音是,正是由於挖礦是耗電的,所以該數字貨幣的價值基礎是有能源作為支撐,所以它更有價值。

權益證明

權益證明機制簡稱POS,它是由點點幣的創始人sunny King首先採用。POS機制在建立區塊時要求使用者首先擁有一定量的數字貨幣,它類似於把資產存在銀行裡,銀行會透過你持有數字資產的數量和時間給你分配相應的收益。

它與POW 的不同之處在於爭奪記賬權的方式不一樣,在POS機制中幣齡=幣的數量*持有時間,幣齡越大獲得記賬權的概率也就越大。當然在參與一次記賬之後,幣齡就會被重置,因為持有的時間歸零了,所以幣齡也歸零。

所以不難看出在POS體系中,持有幣越多的人獲得記賬權的概率也越大,獲得的收益也會越多,這也是POS機制被摳病的一大原因。

DPOS委託權益證明

在目前所有的共識機制中,委託權益證明可以說是最高效的共識機制,在DPOS機制中,持幣使用者可以選舉打包和維護區塊鏈的節點。這種機制它就像西方國家的議會一樣,選舉出來的節點擁有打包權和驗證權。

系統所有交易的打包驗證全部依賴於選舉出來的節點,當然如果節點不能履行自己該盡的義務就會被除名,由備用節點頂替。

雖然採取這種機制的專案相對而言會更加高效,但DPOS 機制是靠犧牲去中心化來提高區塊鏈的效率,社羣有人認為區塊鏈世界安全第一,但這種機制並不安全,依靠少數的節點來維護網路這種模式就是中心化的,與區塊鏈的理念並不符合。

也有人認為,網路擁堵問題阻擾了區塊鏈行業的發展,想要支援大型的商業應用POW形式的機制肯定是不能滿足需求的,如想要實現,在不可能三角中一定會有取捨,有得必有失,這是無可避免的!

以上是三種最普遍的共識機制,除了上述的三種,還有POC容量證明、POET經過時間證明、POS+POW混合證明、POA權威證明等機制,這些機制大多應用於特定的專案中,比如容量證明就是應用於分散式儲存型別的專案,擁有的儲存容量越多,獲得記賬權的概率也就越大。

所有的共識機制都是為了讓節點在分散式的網路中能達成共識,雖然都有著相同的目標,但採取的方法確是大相徑庭。雖然已有的機制存各種不同的問題,但看到隨著時間的推移各種解決方案先後被推出是非常令人開心的一件事情。

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