分布式信仰的基础–共识机制

撰稿人：Sam 审稿人：Isebel

主播：酒保桃

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全文字数：998字

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目前，以太坊的”君士坦丁堡硬分叉”备受瞩目。此次分叉后，以太坊将走向最终阶段–Serenity（宁静）。（关于分叉那些事，详情请见：有声阅读||以太坊硬分叉在即，说说分叉那些事）

按照规划，在”宁静”阶段，以太坊的共识机制将由工作量证明机制（Proof of Work）变为权益证明机制（Proof of Stake）。那什么是共识机制，通过本文将了解到分布式信仰的基础–共识机制。

什么是共识机制

即在互不信任的环境中，为了维护自身的利益，参与交易的每个节点都会自发、诚实地遵守区块链网络的规则，并判断每一笔记录的真实性，最终将判断为真的记录记入区块链之中。

如何记账以及如何获得记账权是共识机制需要解决的基本问题。

采用”最长链共识”解决如何记账的问题，即每个记账节点都以区块最多的那条链作为记账的选择。此外，共识机制还需要解决如何获得记账权的问题。下面介绍以下三种方法。

工作量证明机制

工作量证明机制（Proof of Work），简称PoW，即通过结果来证明完成了指定量的工作。

PoW最早应用在比特币网络中，如果矿工找到了满足哈希值难度的随机数，就可以认为完成了匹配随机数的工作量，就获得了记账权。

记账的几率取决于拥有的算力占比全网算力的比例，如果算力占比为10%，那么就有10%的几率可以竞争到记账权。

PoW算法简单，容易实现，但占用资源，且区块确认时间久，效率不高。

权益证明机制

权益证明机制（Proof of Stake），简称PoS，即通过节点持有的权益来调整节点获得记账权的难度。

PoS最先应用于点点币（Peercoin），系统通过币龄（币龄=持币数量*时间）来分配相应的权益。例如，用户持有100个币，总共持有了10天，那么此时币龄就为1000。

币龄越高，则权益越大，获得记账权的概率也越大。PoS不需要比拼算力，在一定程度上减少了电力能源的浪费。

股份授权证明机制

PoS对区块链共识机制发展产生了深远影响，出现了很多 PoS 的衍生版本，其中以股份授权证明机制为最主要的代表。股份授权证明机制（Delegated Proof-of-Stake），简称DPoS。

在采用DPOS的区块链网络中，持有token的用户通过投票选出一定数量的记账节点，选出的每个节点在一定时间段内承担验证交易和记账的工作，维护区块链网络的有序运行，系统会奖励部分toekn给记账节点。

当选节点需要做好验证和记账工作，如果无法完成，就会被罢免，同时网络会选出新的节点来取代旧节点。

DPoS大大减少了验证和记账节点的数量，可以大幅提高区块链数据处理能力，同时也大幅降低维护区块链网络安全的费用。

除了以上三种证明机制，还存在很多证明机制来解决如何获得记账权的问题，但没有一种机制是完美的。

当下也绝不是证明机制发展进程的终点，日后会出现更多衍生和全新的证明机制。

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