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南京魔方pos機(jī)
介紹區(qū)塊鏈技術(shù)是一種數(shù)字分類賬，可以跟蹤網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的每一筆交易；這些交易極其安全且不可更改，因為黑客無法更改任何信息，并且區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的所有交易活動都是公開的。沒有公司實體或政府機(jī)構(gòu)控制或證明區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的交易，因為它是去中心化和透明的。
由于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是自治和分散的，因此需要自動化程序，以確保參與節(jié)點僅同意有效交易。為了在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上提供有用的服務(wù)，這些協(xié)議被設(shè)置為防止“雙花”攻擊等惡意行為。
簡單地說，這些協(xié)議是規(guī)范區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上所有活動的算法。本文將介紹區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)使用的一些共識方法。在了解不同的共識方式之前，我們先了解一下什么是共識和共識機(jī)制
什么是共識？就共識而言，我們的意思是達(dá)成了普遍協(xié)議。想想看電影的個人聚會。如果對建議的電影選擇沒有分歧，則達(dá)成共識。如果存在分歧，小組必須有能力決定觀看哪部電影。在可怕的情況下，這個群體最終會崩潰。
對于以太坊區(qū)塊鏈，流程是形式化的，達(dá)成共識意味著網(wǎng)絡(luò)上至少有 66% 的節(jié)點同意網(wǎng)絡(luò)的全局狀態(tài)。
什么是共識機(jī)制？術(shù)語共識機(jī)制是指允許節(jié)點網(wǎng)絡(luò)就區(qū)塊鏈狀態(tài)達(dá)成一致的協(xié)議、激勵和想法的整個堆棧。
以太坊使用基于權(quán)益證明的共識機(jī)制，該機(jī)制從一組適用于堆疊器鎖定資本的獎勵和懲罰中獲得其加密經(jīng)濟(jì)安全性。這種激勵結(jié)構(gòu)鼓勵個人堆疊器操作誠實的驗證器，懲罰那些不這樣做的人，并為攻擊網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造極高的成本。
然后，有一個協(xié)議管理如何選擇誠實的驗證者來提議或驗證區(qū)塊、處理交易并投票支持他們對鏈頭的看法。在極少數(shù)情況下，多個塊位于鏈頭附近的相同位置，有一種分叉選擇機(jī)制選擇構(gòu)成“最重”鏈的塊，由投票給加權(quán)塊的驗證者數(shù)量來衡量通過他們抵押的以太幣余額。
一些概念對于未在代碼中明確定義的共識很重要，例如潛在的帶外社會協(xié)調(diào)提供的額外安全性作為抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊的最后一道防線。這些組件共同構(gòu)成了共識機(jī)制。現(xiàn)在讓我們深入探討共識機(jī)制的類型。
共識機(jī)制的類型工作證明工作證明 (PoW) 是一種共識算法，用于保護(hù)和驗證區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的交易。在 PoW 系統(tǒng)中，礦工相互競爭以解決密碼難題，這是一個需要計算努力才能解決的數(shù)學(xué)問題。
第一個解決難題的礦工可以創(chuàng)建一個新區(qū)塊，驗證交易并將其添加到區(qū)塊鏈中。然后將該塊廣播到網(wǎng)絡(luò)，其他節(jié)點驗證該塊及其交易以確保一切都是合法的。如果大多數(shù)節(jié)點同意該塊是有效的，它就成為區(qū)塊鏈的永久部分。
密碼難題被設(shè)計成難以解決，但易于驗證。這意味著一旦礦工解出謎題，其他節(jié)點可以快速驗證解法是否正確，保證了系統(tǒng)的安全和公平。就像解魔方很難，但驗證解出的魔方很容易。
工作量證明被設(shè)計成一個困難且資源密集的過程，因為它需要大量的計算能力來解決這個難題。這使得單個礦工或礦工群體很難接管網(wǎng)絡(luò)并驗證虛假交易，因為這樣做需要大量的計算能力。
權(quán)益證明權(quán)益證明 (PoS) 也是一種共識算法，用于保護(hù)和驗證區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的交易。與使用計算能力來驗證交易的工作量證明 (PoW) 不同，PoS 使用不同的機(jī)制。
在 PoS 系統(tǒng)中，不是礦工競爭解決密碼難題，而是選擇驗證者來驗證交易并根據(jù)他們在網(wǎng)絡(luò)中擁有的股份數(shù)量創(chuàng)建新區(qū)塊。Stake 是指驗證者持有并鎖定為抵押品的加密貨幣數(shù)量。
在 PoS 系統(tǒng)中創(chuàng)建新塊和驗證交易的過程稱為鍛造或鑄幣。選擇擁有最大股份的驗證者來創(chuàng)建新塊并驗證交易。這個驗證者被激勵誠實地行事，因為如果他們驗證虛假交易或從事惡意活動，他們的權(quán)益就會面臨風(fēng)險。
PoS 旨在比 PoW 更節(jié)能，因為它不需要大量的計算能力來驗證交易。這也使得單個驗證器或驗證器組更難以接管網(wǎng)絡(luò)，因為他們需要控制網(wǎng)絡(luò)中總權(quán)益的很大一部分。
委托權(quán)益證明（DPoS）委托權(quán)益證明 (DPoS) 是權(quán)益證明 (PoS) 算法的一種變體，可實現(xiàn)更高的可擴(kuò)展性和更快的交易處理時間。
在 DPoS 系統(tǒng)中，代幣持有者投票選出一組代表或驗證者，他們負(fù)責(zé)創(chuàng)建新區(qū)塊和驗證交易。這些代表被激勵誠實行事，因為他們是由社區(qū)選舉產(chǎn)生的，如果他們從事惡意活動，可能會被投票淘汰。
在 DPoS 系統(tǒng)中創(chuàng)建新區(qū)塊和驗證交易的過程稱為區(qū)塊生產(chǎn)。選擇得票最多的代表創(chuàng)建下一個區(qū)塊，其他代表作為見證人來驗證區(qū)塊中的交易。
DPoS 旨在比傳統(tǒng)的 PoS 和 PoW 算法更高效和可擴(kuò)展，因為它減少了負(fù)責(zé)創(chuàng)建和驗證塊的驗證器的數(shù)量。這允許更快的交易處理時間和增加的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
活動證明（PoA）活動證明 (PoA) 是一種混合共識算法，它結(jié)合了工作證明 (PoW) 和股權(quán)證明 (PoS) 算法的要素。它用于保護(hù)和驗證區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的交易。
在 PoA 系統(tǒng)中，塊是使用 PoW 和 PoS 的組合創(chuàng)建的。礦工們競相解決一個密碼學(xué)難題，就像在 PoW 中一樣，但是一旦創(chuàng)建了一個塊，就會選擇一個驗證器將塊添加到區(qū)塊鏈中。該驗證器是根據(jù)其在網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)益來選擇的，就像在 PoS 中一樣。
在 PoA 系統(tǒng)中創(chuàng)建新區(qū)塊的過程分為兩步。首先，礦工解決密碼難題并創(chuàng)建一個新塊。接下來，選擇驗證器將塊添加到區(qū)塊鏈。這個驗證者被激勵誠實地行事，因為如果他們驗證虛假交易或從事惡意活動，他們的權(quán)益就會面臨風(fēng)險。
PoA 旨在提供 PoW 的安全性和去中心化以及 PoS 的能源效率和可擴(kuò)展性。這使其成為需要高級別安全性和可擴(kuò)展性的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的潛在有吸引力的選擇。
權(quán)威證明（PoA）權(quán)威證明 (PoA) 與工作量證明 (PoW) 和權(quán)益證明 (PoS) 等其他共識算法不同，PoA 使用一組受信任的個人或組織（稱為驗證者）來驗證交易并創(chuàng)建新區(qū)塊。
在 PoA 網(wǎng)絡(luò)中，驗證器是預(yù)先選擇的，并且可以通過數(shù)字簽名公開驗證其身份。這使得在不需要密集計算能力或大量股權(quán)的情況下建立對網(wǎng)絡(luò)的信任成為可能。
在 PoA 網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建新區(qū)塊和驗證交易的過程稱為區(qū)塊生產(chǎn)。驗證者負(fù)責(zé)創(chuàng)建和驗證區(qū)塊，他們被激勵誠實行事，因為如果他們從事惡意活動，他們的聲譽和信任就會受到威脅。
PoA 旨在比傳統(tǒng)的 PoW 和 PoS 算法更高效和可擴(kuò)展，因為它減少了負(fù)責(zé)創(chuàng)建和驗證塊的驗證器的數(shù)量。這允許更快的交易處理時間和增加的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
燃燒證明 (PoB)燃燒證明 (PoB) 是一種工作量證明 (PoW) 算法，旨在比傳統(tǒng)的 PoW 算法更節(jié)能、更環(huán)保。
在 PoB 系統(tǒng)中，參與者通過將代幣發(fā)送到不可花費的地址來“銷毀”或銷毀代幣，從而有效地將代幣從流通中移除。通過銷毀代幣，參與者展示了對網(wǎng)絡(luò)的承諾，并表明他們與網(wǎng)絡(luò)的成功息息相關(guān)。參與者銷毀的代幣越多，他們獲得的挖礦能力就越多，從而允許他們創(chuàng)建新區(qū)塊并驗證交易。
在 PoB 系統(tǒng)中創(chuàng)建新區(qū)塊和驗證交易的過程稱為區(qū)塊生產(chǎn)。被銷毀代幣最多的參與者擁有最高的挖礦算力，更有可能被選中創(chuàng)建下一個區(qū)塊。
PoB 旨在減少在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上保護(hù)和驗證交易所需的計算能力和能量，使其成為傳統(tǒng) PoW 算法的更環(huán)保的替代方案。
歷史證明歷史證明 (PoH) 旨在提供一種安全、防篡改且高效的方法來記錄區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的時間流逝。
在 PoH 系統(tǒng)中，受信任的一方，例如中央機(jī)構(gòu)或一組機(jī)構(gòu)，定期生成一系列密碼哈希并將它們發(fā)布在區(qū)塊鏈上。這一系列的哈希值被稱為“歷史證明序列”，作為網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的所有交易的時間戳。
當(dāng)參與者想要在區(qū)塊鏈上記錄交易時，他們必須在交易中包含來自歷史證明序列的當(dāng)前哈希值。這確保交易在特定時間點被記錄，并且可以被網(wǎng)絡(luò)驗證。
PoH 提供了高水平的安全性和效率，因為它消除了對密集計算能力的需求并降低了惡意行為的風(fēng)險。生成歷史證明序列的可信方可以被審計并被追究責(zé)任，確保時間戳過程的完整性。
重要性證明（PoI）重要性證明 (PoI) 是權(quán)益證明 (PoS) 的一種變體，它考慮了參與者在網(wǎng)絡(luò)中的整體重要性，而不僅僅是他們持有的股份數(shù)量。
在 PoI 系統(tǒng)中，每個參與者都根據(jù)多種因素分配一個“重要性分?jǐn)?shù)”，例如他們持有的貨幣數(shù)量、他們參與的交易數(shù)量以及他們的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。參與者越重要，他們就越有可能被選中來驗證交易和創(chuàng)建新區(qū)塊。
PoI 背后的想法是激勵參與者積極使用和參與網(wǎng)絡(luò)，而不是簡單地持有他們的股份。這有助于促進(jìn)更加去中心化和活躍的網(wǎng)絡(luò)，因為參與者會因其貢獻(xiàn)和參與而獲得獎勵。
PoI 在安全性、去中心化和效率之間提供了平衡，因為它獎勵參與者在網(wǎng)絡(luò)中的整體重要性和活動，而不僅僅是他們的股份。這有助于防止中心化并降低惡意行為的風(fēng)險。
委托拜占庭容錯委托拜占庭容錯 (dBFT) 旨在在存在“拜占庭故障”或可能試圖操縱或破壞網(wǎng)絡(luò)的惡意行為者時提供高級別的安全性和效率。
在 dBFT 系統(tǒng)中，選擇了一組“代表”來驗證交易并創(chuàng)建新塊。這些代表由網(wǎng)絡(luò)中的參與者根據(jù)他們的聲譽和可信度選出。然后，代表們使用共識就交易的有效性達(dá)成一致，并將它們添加到區(qū)塊鏈中。
dBFT 的主要優(yōu)勢在于它能夠在惡意行為者存在的情況下保持共識。如果惡意代表試圖操縱網(wǎng)絡(luò)，他們將被檢測到并被排除在共識過程之外。這有助于確保網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性，即使存在拜占庭故障。
dBFT 在安全性、去中心化和效率之間提供了平衡，因為它依賴于一小組受信任的代表來驗證交易，而不是整個網(wǎng)絡(luò)。這有助于減少達(dá)成共識所需的計算能力并加快流程，同時仍保持高水平的安全性。
結(jié)論總之，共識機(jī)制在維護(hù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的完整性和安全性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它們使分散的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)能夠就分類賬的狀態(tài)達(dá)成協(xié)議，而無需中央機(jī)構(gòu)或中介機(jī)構(gòu)。
有多種類型的共識機(jī)制，每種都有其優(yōu)點和缺點。工作量證明 (PoW) 是最著名和使用最廣泛的機(jī)制，但它因其高能耗而受到批評。其他機(jī)制，例如股權(quán)證明 (PoS)，已成為更節(jié)能的替代方案。
無論使用何種具體機(jī)制，共識過程都是區(qū)塊鏈技術(shù)運行的基礎(chǔ)。它確保網(wǎng)絡(luò)能夠抵御攻擊，并確保交易得到安全和透明的驗證和記錄。
隨著區(qū)塊鏈技術(shù)不斷發(fā)展并獲得更廣泛的采用，我們可能會看到共識機(jī)制的進(jìn)一步創(chuàng)新和完善。通過了解共識的基本原理，我們可以更好地理解區(qū)塊鏈技術(shù)的潛力及其改變各行各業(yè)和應(yīng)用的能力。
原文：https://0xaira.hashnode.dev/consensus-mechanisms-in-blockchain-a-beginners-guide
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