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1、pow機(jī)制和pos機(jī)制

pow機(jī)制和pos機(jī)制

第一、共識(shí)機(jī)制

區(qū)塊鏈的自信任主要體現(xiàn)于分布于區(qū)塊鏈中的用戶無(wú)須信任交易的另一方，也無(wú)須須信任一個(gè)中心化的機(jī)構(gòu)，只需要信任區(qū)塊協(xié)議下的軟件系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)交易。這種自信任的前提是區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制( consensus)，即在一個(gè)互不信任的市場(chǎng)中，要想使各節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致的充分必要條件是每個(gè)節(jié)點(diǎn)出于對(duì)自身利益最大化的考慮，都會(huì)自發(fā)、誠(chéng)實(shí)地遵守協(xié)議中預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，判斷每筆記錄的真實(shí)性，最終將判斷為真的記錄記入?yún)^(qū)塊鏈之中。換句話說(shuō)，如果各節(jié)點(diǎn)具有各自獨(dú)立的利益并互相競(jìng)爭(zhēng)，則這些節(jié)點(diǎn)幾乎不可能合謀欺騙你，而當(dāng)節(jié)點(diǎn)們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中擁有公共信譽(yù)時(shí)，這一點(diǎn)體現(xiàn)得尤為明顯。區(qū)塊鏈技術(shù)正是運(yùn)用一套基于共識(shí)的數(shù)學(xué)算法，在機(jī)器之間建立“信任”網(wǎng)絡(luò)，從而通過(guò)技術(shù)背書而非中心化信用機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行全新的信用創(chuàng)造。

現(xiàn)今區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制可分為四大類:工作量證明機(jī)制(PoW)、權(quán)益證明機(jī)制(PoS)、股份授權(quán)證明機(jī)制(DPoS)和Pool驗(yàn)證池。

第二、工作量證明機(jī)制

工作量證明機(jī)制即對(duì)于工作量的證明，是生成要加入到區(qū)塊鏈中的一筆新的交易信息(即新區(qū)塊)時(shí)必須滿足的要求。在基于工作量證明機(jī)制構(gòu)建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過(guò)計(jì)算隨機(jī)哈希散列的數(shù)值解爭(zhēng)奪記賬權(quán)，求得正確的數(shù)值解以生成區(qū)塊的能力是節(jié)點(diǎn)算力的具體表現(xiàn)。工作量證明機(jī)制具有完全去中心化的優(yōu)點(diǎn)，在以工作量證明機(jī)制為共識(shí)的區(qū)塊鏈中，節(jié)點(diǎn)可以自由進(jìn)出大家所熟知的比特幣網(wǎng)絡(luò)就應(yīng)用工作量證明機(jī)制來(lái)生產(chǎn)新的貨幣然而，由于工作量證明機(jī)制在比特幣網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用已經(jīng)吸引了全球計(jì)算機(jī)大部分的算力，其他想嘗試使用該機(jī)制的區(qū)塊鏈應(yīng)用很難獲得同樣規(guī)模的算力來(lái)維持自身的安全。同時(shí)，基于工作量證明機(jī)制的挖礦行為還造成了大量的資源浪費(fèi)，達(dá)成共識(shí)所需要的周期也較長(zhǎng)，因此該機(jī)制并不適合商業(yè)應(yīng)用。

第三、權(quán)益證明機(jī)制

2012年，化名 Sunny King的網(wǎng)友推出了 Peerco1n，該加密電子貨幣采用工作量證明機(jī)制發(fā)行新幣，采用權(quán)益證明機(jī)制維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，這是權(quán)益證明機(jī)制在加密電子貨幣中的首次應(yīng)用。

與要求證明人執(zhí)行一定量的計(jì)算工作不同，權(quán)凎證明要求證明人提供一定數(shù)量加密貨幣的所有權(quán)即可。權(quán)益證明明機(jī)制的運(yùn)作方式是，當(dāng)創(chuàng)造一個(gè)新區(qū)塊時(shí)，礦工需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)“幣權(quán)”交易，交易會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的比例把一些幣發(fā)送給礦工本身。權(quán)益證明機(jī)制根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有代幣的比例和時(shí)間，依據(jù)算法等比例地降低節(jié)點(diǎn)的挖礦難度，從而加快了尋找隨機(jī)數(shù)的速度。這種共識(shí)機(jī)制可以縮短達(dá)成共i所需的時(shí)間，但本質(zhì)上仍然需要網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行挖礦運(yùn)算。因此PoS機(jī)制并沒有從根本上解決PoW機(jī)制難以應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域的問題。

第四、股份授權(quán)證明機(jī)制

股份授權(quán)證明機(jī)制是一種新的保障網(wǎng)絡(luò)安全的共識(shí)機(jī)制。它在嘗試解決傳統(tǒng)的PoW機(jī)制和PoS機(jī)制間題的同時(shí)，還能通過(guò)實(shí)施科技式的民主抵消中心化所帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。

股份授權(quán)證明機(jī)制與董事會(huì)投票類似，該機(jī)制擁有一個(gè)內(nèi)置的實(shí)時(shí)股權(quán)人投票系統(tǒng)，就像系統(tǒng)隨時(shí)都在召開一個(gè)永不散場(chǎng)的股東大會(huì)，所有股東都在這里投票決定公司決策?；贒PoS機(jī)制建立的區(qū)塊鏈的去中心化依賴于一定數(shù)量的代表，而而非全體用戶。在這樣的區(qū)塊鏈中，全體節(jié)點(diǎn)投票選舉出一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)代表，由他們來(lái)代理全體節(jié)點(diǎn)確認(rèn)區(qū)塊、維維持系統(tǒng)有序運(yùn)行。同時(shí)，區(qū)塊鏈中的全體節(jié)點(diǎn)具有隨時(shí)罷免和任命代表的權(quán)力力。如如果必要，全體節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)投票讓現(xiàn)任節(jié)點(diǎn)代表失去代表資格，重新選舉新的代表，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的民主。

股份授權(quán)證明機(jī)制可以大大縮小參與驗(yàn)證和記賬節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，從而達(dá)到秒級(jí)的共識(shí)驗(yàn)證。然而，該共識(shí)機(jī)制仍然不能完美解決區(qū)塊鏈在商業(yè)中的應(yīng)用問題，因?yàn)樵摴沧R(shí)機(jī)制無(wú)法擺脫對(duì)于代幣的依賴，而在很多商業(yè)應(yīng)用中并不需要代幣的存在。

第五、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)建立，并輔之以數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制，是目前區(qū)塊鏈中廣泛使用的一種共識(shí)機(jī)制。

Pool驗(yàn)證池不需要依賴代幣就可以工作，在成熟的分布式一致性算法( Paso、Raft)基礎(chǔ)之上，可以實(shí)現(xiàn)秒級(jí)共識(shí)驗(yàn)證，更適合有多方參與的多中心商業(yè)模式。不過(guò)，Pool驗(yàn)證池也存在一些不足，例如該共識(shí)機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)的分布式程度不如PoW機(jī)制等。

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