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区块链共识机制是什么意思?区块链共识机制有哪些?

只倾心不倾城 1年前   阅读数 118 0

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一、区块链简介

什么是区块链?

举个例子来说:区块链就好比是一个特殊的谷歌电子表格,它被世界上每台计算机共享,并连接到因特网上。每次发生事务时,它都会被记录到这张电子表格的一行中。

区块链到底是啥?区块链为何这么重要?区块链技术的未来如何?

任何拥有移动设备或计算机的人都可以通过互联网连接并访问这张电子表格。任何人都可以查看并将事务添加到此电子表格中,但不允许任何人编辑已经存在电子表格里的信息。

就像这个电子表格有“行”一样,区块链有“块”。

块是数据的集合。通过按时间顺序一个接一个地连接数据块,每一块数据都被添加到区块链中,这与电子表格的一行接一行非常相似。

这一系列的连接块一个接一个,使它成为一个块链(即一个区块链)。

这里要强调的一个概要:区块链是一个全球在线数据库,任何人在任何地方都可以使用它。因为它存在于互联网上,所以它是“去中心化的”,这意味着区块链分类账在全世界所有的计算机之间共享,而不是在一个中心位置。

二、区块链共识机制

区块链常被大家称为传递信任的工具,而这信任背后所依赖的就是共识机制。可以将区块链看作是一个全民参与的分布式账本,那么就需要制定一套大家认可接受的规则来解决“怎么记账有效”、“选谁来记账”的问题,而这套规则就是区块链的共识机制。

为了方便理解,我们来举个例子。一个寝室六人准备去聚餐,通过商议,选择吃火锅,那么吃火锅就是大家形成的共识。而商议的方式,少数服从多数就是大家确定就餐地方的共识机制。

在区块链的世界里,因其本身去中心化的特性,导致并没有一个像银行一样的中心记账机构来保证链上所有的记账内容保持一致,因此如何让全网达成共识就显得至关重要。共识机制就是用来解决这一难题的,可以说共识机制是分布式系统的核心。

而在共识机制中,PoW、PoS、DPoS,分别代表区块链网络的三种主要记账规则,它们的作用非常大,直接关系到记账权和相关收益的分配。下面为大家逐一介绍这三种主要的共识机制。

三、工作量证明机制(POW)

POW共识机制由算力决定记账权,按照持有的算力占总算力的百分比来决定获得该次记账权的概率。节点需要不断消耗算力工作,进行哈希计算,以找到期望的随机数。验证节点被称为“矿工”,随机数查找过程称为“挖矿”。“挖矿”有三个重要功能:发行新的货币、维护系统的支付功能、通过算力保障系统安全。

工作量证明机制被认为极其消耗能源,而且是将电能无谓地转化为热能白白消耗掉。因此另一种POS机制的加密货币逐渐风靡。天空币、Byteball、IOTA等非链区块链也为解决比特币耗能而应运而生。

工作量证明机制即对于工作量的证明,是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中,节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权,求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。

工作量证明机制具有完全去中心化的优点,在以工作量证明机制为共识的区块链中,节点可以自由进出。大家所熟知的比特币网络就应用工作量证明机制来生产新的货币。然而,由于工作量证明机制在比特币网络中的应用已经吸引了全球计算机大部分的算力,其他想尝试使用该机制的区块链应用很难获得同样规模的算力来维持自身的安全。同时,基于工作量证明机制的挖矿行为还造成了大量的资源浪费,达成共识所需要的周期也较长,因此该机制并不适合商业应用。

四、权益证明(POS)

POS共识机制由持币数以及持有的时间来决定记账权。持有币数及持有的时间占系统总量的百分比,决定获得该次记账权的概率。

权益证明使用伪随机选举来选择作为下一个区块验证者的节点,基于包括币龄,随机化和节点资产等多种因素。

值得注意的是,在权益证明系统中,区块被称为“锻造”而非挖掘出来。使用权益证明的加密货币通常首先销售一些预先开采的硬币,或是在启动时先使用工作量证明算法,然后切换到权益证明。

在基于工作量证明的系统中,矿工的奖励是越来越多的(被挖出的)加密货币,而权益证明的系统中奖励通常是交易手续费。

想要参与到锻造过程的用户需要先将一定数量的币在网络中锁定作为他们的股权。一个节点股权的多少决定了它被选为下一个区块验证者的机会 - 股权越多,机会越大。为了防止在这个过程中网络不会偏向最富有的节点,选择过程中有一些特殊的步骤。两种最常用的方法是“随机区块选择”和“币龄选择”。

在随机区块选择中,通常通过查找同时有最低的散列值和最多的股权的节点作为验证者,由于股权的数量是公开的,因此下一个锻造者可以被其他节点预测。

币龄选择根据股份的时间长短选择节点。币龄的计算方法是作为股权的币的数量乘以作为股权的天数。一旦一个节点锻造了一个区块,它的币龄就会重置为零,并且还需要等待一定时间后才能锻造下一个区块 - 这样防止股权多的节点垄断区块链。

每一个使用权益证明算法的加密货币都有自己的一套它们认为对自己和用户最好的规则和方法

当一个节点被选为锻造下一个区块时,它首先将检查块中的事务是否有效,然后对块进行签名并将其添加到区块链中。作为奖励,节点获得了这个区块中事务的手续费。

如果一个节点想停止锻造者的身份,那么它的股权和所得的奖励将在一段时间后被释放,从而使网络有时间验证该节点是否向区块链中添加了假区块。

它必须代表的是一种权利,一种固有和内在的价值,第二是加密,也就是说通证的真实性、防篡改性、保护隐私等能力,由密码学予以保障。每一个通证,就是由密码学保护的权利。这种保护,比任何法律、权威和枪炮提供的保护都更坚固、更可靠.第三是可流通,也就是说通证必须能够在一个网络中流动,从而随时随地可以验证。所以明白了通证经济的三要素,就应该知道该不该整治这些点赞乱象股份授权证明.

五、DPOS共识机制

DPOS共识机制是一种基于投票选举的共识算法,类似于代议制民主。在POS的基础上,DPOS先选举若干代理人,由代理人验证和记账,代理人之间轮流出块。DPOS相比POS能大幅度提升选举效率,在牺牲一部分去中心化特性的情况下得到性能提升。

第一,目前已经有成功运行数年,发展相对成熟的DPoS项目。比如,比特股和Steem。

第二,越来越多的币种开始采用DPoS作为共识机制。EOS、Nano(XRB)、LISK、ARK、Aelf、阿希、闪电比特币……大势所趋,挡也挡不住。

第三,完全的去中心化真的有必要吗?如果你读过《人类简史》,应该知道,让人类或者说智人逐渐融合的,有三股最大的力量,即经济上的货币秩序、政治上的帝国秩序、宗教上的全球性宗教。由此可见,经济、政治、宗教(或者说人的心灵)从来都是一个整体,不可孤立看待。

去中心化,一个多么诱人的字眼。在看到的一瞬间,就会联想到民主、平等这些美好的字眼,而中心化则对应着独裁、专制等不好的含义。

但很多人并不清楚,“民主”二字,在历史上相当长的一段时间内,都不是一个褒义词。因为民主,往往意味着“多数人的暴政”。曾几何时,雅典人实施了比今天更为去中心化、更为激进的雅典式民主,万人公民大会,500人民众法庭……哲学之父苏格拉底,就是死于这样的审判 。

或许你不愿相信,但目前美国的政治制度,相对比较先进。即代议制民主,民众投票选举议员,议员组成国会,为国家掌舵。

六、混合证明机制

采用工作量证明机制POW发行新币,采用权益证明机制POS维护网络安全。较典型的就是以太坊采用POW+POS混合共识机制。

如何在公链中建立高效的互信的共识机制,成为世界性的难题. 混合算法于是应运而生,即把两种甚至多种共识机制运用在同一区块链公链的底层机构中,其中,初链的解决方案别出心裁,它结合了一种改进版的PBFT(实用拜占庭)和POW(工作量证明)共识。PoW:(Proof of Work)即工作量证明,根据矿工的工作量对数字货币进行分配,矿机的性能越高,数量越多,工作量越大,得到的数字货币就会越多。Pow共识确保了激励和委员会的选举,而实用拜占庭容错系统降低了拜占庭协议的运行复杂度,天然气代码http://www.kaifx.cn/mt4/kaifx/1788.html从指数级别降低到多项式级别,使拜占庭协议在分布式系统中应用成为可能,是一种状态机副本复制算法,即服务作为状态机进行建模,状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制,每个状态机的副本都保存了服务的状态,同时也实现了服务的操作。它承担一种具有瞬时处理高吞吐量事务、交易验证、公平交易委员会的成员轮值公牛的高效共识机制,以及作为一种补偿基础设施去处理不同的基础设施。保留PBFT记录账本的机制不动,将超级节点的选取开放给公链,利用POW协议作为准系统支持超级节点的动态选取和协议达成,将超级节点社区的组建由私有链与联盟链性质转换为公有链性质。

七、区块链发展意义

1.可信存证和查询:区块链提供了链上数据不可篡改、共享可查的链上记录等能力,百度云在数字版权、信息共享平台等区块链应用领域拥有场景实践。

2.可信的积分激励型应用:百度云结合度宇宙、绿洲等Dapp实践,拥有合规框架下的通证激励解决方案。

3.数字资产发行和唯一性保障:莱茨狗是典型的高性能数字资产游戏应用,百度云提供了云端构建数字资产应用的全套方案。

4.多方协作,信任达成,附加金融:区块链提供了多方信任和数据共享机制,百度云在资产证券化、供应链金融、信用卡催收等方向拥有落地实践。

5.清算、结算和支付:百度在区块链平台技术的性能和安全性上持续发力,结合百度自研的超级链技术,在跨境支付和金融清算结算上拥有前瞻布局,拥有全面的区块链支付解决方案。


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