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共识机制是什么?

2018-12-26 10:59:59 认识区块链

什么是共识机制?

共识机制,我们可以把这个词拆分为“共识”和“机制”两个词来理解。共识,意思就是在大家讨论一个问题的解决方案的时候,意见达成一致就是达成共识了。共识,意味着所有人的思维都在达到了同一个高度。

机制,顾名思义就是一套规则,一种规定。建立的过程由明确的规则组成,以实现特定的目标。这两个词组合起来的意思是指用于达成共识的一套规则。共识机制,是和区块链这个词同时出现的,它在区块链应用上是指去中心化的方式就网络的状态达成统一协议的过程,也被称为共识算法,有助于验证信息被添加到分类账簿,确保只有真实的事务记录在区块链上。

共识机制的目标

一致性:所有诚实节点所保存的区块链前缀部分完全相同。

有效性:由诚实节点发布的消息终将被所有其他诚实节点记录到自己的区块链中。

判断共识机制的优势

安全性:能否有效防止二次支付,私自挖矿。

扩展性:当系统成员和待确认交易数量增加时,所带来的系统负载和网络通信量的变化,通常以网络吞吐量来衡量。

性能效率:每秒可以处理的交易数量。

资源消耗:达成共识过程中,所要消耗的CPU、内存等计算资源。

现有的几种共识机制

PoW:工作量证明。这是一个纯依靠算力的游戏。它的优点是算法简单、破坏系统需要极大成本,缺点是没有最终性、浪费能源,有很多人批评它浪费了大量的算力;

PoS:权益证明。它把PoW中的算力,改成了权益,拥有货币多的人,权益大,而拥有权益越大,成为下一个记账人的可能越大。这种机制的优点是不那么费电,缺点是容易产生分叉、没有最终性等等,也有人批评这种方法会带来马太效应;

DPoS:股份授权证明。它把PoS中,记账人的角色专业化,通过权益选出记账人,然后记账人之间轮流记账。缺点是依然没有解决最终性问题;

PBFT:拜占庭一致协议。它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。将所有的副本组成的集合使用大写字母R表示,使用0到|R|-1的整数表示每一个副本。为了描述方便,假设|R|=3f+1,这里f是有可能失效的副本的最大个数。尽管可以存在多于3f+1个副本,但是额外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。

此外还有dBFT机制、DAG机制、PoA机制等等。

共识机制图解

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