五分钟看懂共识机制

什么是共识机制？

“共识机制是区块链的灵魂。” 这是业内经常听到的一句话，共识机制在区块链中的地位可想而知。 那么到底什么是共识机制呢？ 我们不妨从拜占庭将军问题开始。

拜占庭位于现在的土耳其伊斯坦布尔，是东罗马帝国的首都。 由于当时的拜占庭罗马帝国幅员辽阔，为防御起见，各支军队都隔得很远，将军们只能靠使者传递消息。 战争期间，拜占庭军队中的所有将军和副官必须达成共识，决定自己是否有胜算，然后才能进攻敌方阵营。 但是，军队中可能出现内奸和敌特，影响将领的决策，扰乱全军秩序。 做共识时，结果不代表多​​数意见。 此时，拜占庭问题就形成了，即已知一些成员会叛乱，剩下的忠诚将军如何在不受叛徒影响的情况下达成共识。

拜占庭将军问题是一个协议问题。 拜占庭帝国军队的将领必须一致决定是否攻击某支敌军。 问题是武将异地，武将中有内奸。 叛徒可以随意行动以达到以下目的：诱使某些将军采取进攻行动； 促成并非所有将军都同意的决定，例如在将军不想进攻时促使他们采取进攻行动； 或混淆某些将军，使他们无法做出决定。 如果叛徒达到了其中一个目的，那么任何进攻行动的结果都注定要失败，只有通力合作才能取胜。

以及如何解决这个问题？ 中本聪的思路给出了更好的答案：不是每个人都有资格发送消息，而是设置了一个发送消息的条件：“工作量”，将军们同时做一道计算题，谁先计算完，谁就可以得到向其他小国发送信息的资格。 其他小国收到信息后，必须使用加密技术签字盖章，以确认自己的身份。 然后继续做题，做对题后继续发消息……这个顺序达成共识的算法就是共识机制。

共识机制的作用

区块链作为一种按时间顺序存储数据的数据结构，可以支持不同的共识机制。 在区块链上，每个人都会有一个账本，记录链上的所有交易。 当链上产生新的交易时，每个人收到这个信息的时间是不同的。 一些想干坏事的人正好在这个时候发布一些错误的信息。 这时候就需要一个人去验证大家收到的信息，最后发布最正确的信息。

共识机制是区块链技术的重要组成部分。 它就像一部法律，维护着区块链世界的正常运行，让区块链技术为改善世界带来自己的光芒，也是区块链逐渐被人们接受和认可的最大幕后功臣。世界。 它让互联网，陌生人之间，一切无需第三方作为信用背书而发生的交易成为可能，它赋予了机械代码以人性与温暖。

共识机制的类型

目前的共识机制主要有POW、POS、DPOS、PBFT、dBFT、Pool验证池等。

POW就是人们熟悉的比特币挖矿。 通过计算一个符合规则的随机数，即获得本次记账权，将本轮需要记账的数据发送出去，经全网其他节点验证后共同存储。 可以做到完全去中心化，节点可以自由进出。 你做的越多，你赚的越多。

POS，Proof of Stake，POW的升级共识机制，根据每个节点代币的比例和时间，挖矿难度的比例相同，从而加快寻找随机数的速度。持有的越多，你得到更多

DPOS 是一种权益证明机制，类似于董事会投票。 代币持有者铸造一定数量的节点来代表他们验证和记账。

PBFT, Practical Byzantine Fault Tolerance, Practical Byzantine Fault Tolerance Algorithm，是一种状态机复制复制算法，即将服务建模为状态机，将状态机复制到分布式系统的不同节点上。 每个状态机的副本就是保存服务的状态，同时也实现服务的运行。

dBFT，委托BFT授权拜占庭容错算法，记账人通过权益选择，然后记账人通过拜占庭容错算法达成共识。

Pool验证池是在传统分布式共识技术的基础上建立以太坊共识机制pos，辅以数据验证机制，是目前区块链中应用广泛的一种共识机制。 Pool 验证池可以在不依赖代币的情况下工作。 基于成熟的分布式共识算法（Pasox、Raft），可实现秒级共识验证，更适合多方参与的多中心商业模式。

现有共识机制存在问题

目前，现有的共识机制并不完善，在一些实际应用场景中存在诸多弊端。

A. 计算能力的浪费

在工作量证明机制 POW 中，猜数最快的通常是计算能力强的计算机。 只用超强的计算能级来猜数字，实在是太浪费了。

B. 权益向上集中

在权益证明机制 POS 中，代币余额越多的人获得公开信息的概率越高，公众将获得一定数量的代币作为奖励。 这样，越来越多的人持有的代币就会越来越多，越来越多的人得到的代币就会越来越少。 较少的。

C、作恶成本低

在以算力和权益的多少来获取信息公开权的模式中，当算力和权益集中在少数人手中时以太坊共识机制pos，这部分人很容易做出违反公共利益的事情。规则； 在PBFT中，由大家投票决定，如果一个没有任何代币余额的人想乱来，他几乎没有任何利益损失。

D. 对真正权力下放的威胁

在工作量证明机制中，算力越强，获得记录权的概率越高。 如果有人把很多人聚集在一起猜数字，一起使用很多计算机的计算能力，这些聚集在一起的人就更容易获得发布信息的权利。 最终，发表权可能会被这些人直接控制。 手。

在权益证明机制POS中，权益越大的人获得记录权的概率越高，记录的人将获得代币奖励，从而使这些人变得越来越富有，贫富差距缩小。而穷人会越来越大。 持币少的人几乎没有发言权。 权力掌握在少数人手中，违背了区块链去中心化的理念。