什么是共识机制
由于加密货币多数采用去中心化的区块链设计,节点是各处分散且平行的,所以必须设计一套制度,来维护系统的运作顺序与公平性,统一区块链的版本,并奖励提供资源维护区块链的使用者,以及惩罚恶意的危害者。
这样的制度,必须依赖某种方式来证明,是由谁取得了一个区块链的打包权(或称记帐权),并且可以获取打包这一个区块的奖励;又或者是谁意图进行危害,就会获得一定的惩罚,这就是共识机制。
通俗一点来讲,如果中国一名微博大V、美国一名虚拟币玩家、一名非洲留学生和一名欧洲旅行者互不相识,但他们都一致认为你是个好人,那么基本上就可以断定你这人还不坏。
在区块链里面,主要有以下的几种共识机制方式:
1、工作量共识机制(PoW:Proof of Work)
大家提前说好要做一件事,谁在规定时间内做得最多,或者在工作量一定时耗费时间最少,谁就说了算。
大家机会均等,谁先完成某个指定的任务谁就获得记账权,在区块链里这个任务就是让你算一个数学难题,这个难题没有取巧的方式能立即算出来,每个人都需要一个一个的去尝试若干次才能得到答案。所以不存在谁比谁聪明,大家拼的是体力,对计算机来说就是电力算力。
优点:完全去中心化,节点自由进出。
缺点:资源浪费,挖矿激励造成矿池算力的高度集中,背离了中心化的特征.更大的问题POW机制的共识达成时间较长,最多每秒7笔,不适合做商业应用。
2、权益证明机制(POS:Proof of Stake)
它类似股权凭证和投票系统,因此也叫“股权证明算法”。由持有最多(token)的人来公示最终信息。Token多机会就多,并且认旧钱不认新钱。
优点:
(1)、降低了POW机制的资源浪费。
(2)、加快了运算速度,也可以理解为工作量证明的升级版。
缺点:
拥有币龄越长的节点获得记账权的几率越大,容易导致马太效应,富者越富,权益会越来越集中,从而失去公正性
3.委托权益证明(Delegated Proof of Stake,简称DPOS)
类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。
分多个小组齐头并进的选,然后选出大家中意的代表,由这几个代表去角逐最终的记账权。
为了激励更多人参与竞选,系统会生成少量代币作为奖励。
优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。
缺点:整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的。
4.验证池共识机制Pool
这是一种基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证的机制,是目前行业链大范围在使用的共识机制,私链和联盟链形式应用较多。
优点:不需要依赖代币也可以实现秒级共识验证。
缺点:去中心化程度弱,更适合多方参与的多中心商业模式或者用于金融行业。
总结:每一种共识机制都不能同时满足安全、效率、公平。去中心程度越弱,安全性就越低,区块链的速度就越快;去中心化程度越强,安全性就会越高,区块链的速度就会越慢。
POW完全去中心化,但运行效率太低。POS提高了效率,但却降低了公平与安全。DPOS有强烈的中心化特性,却在短期内效率最高。POOL共识,运行效率很高,但却牺牲了一部分的中心化。