小白课堂第五期:区块链共识机制

发布日期:2023-08-23 来源:半岛官网登录入口网址

  此前,我们通过深入的解读了拜占庭将军问题,也了解了比特币的POW共识机制,但是这种共识机制并不是完美的,我们今天将POW、POS、DPOS、BTF等主流共识机制作对比分析。

  POW( Proof of Work)通过算力来完成数学运算争夺取记账权,bitcoin-core就是采用该种共识机制,是密码货币始祖级共识机制,该种共识机制资源消耗相比来说较高、可监管性弱,同时每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性方面允许全网50%节点出错。

  POW机制解决了拜占庭将军问题,即在互相不信任的情况下,只要好人的数量大于坏人。但是,由于POW简单直接容易被中心化,产生了为增加计算力而出现的矿池矿场,计算力从CPU,GPU到FPGA,ASIC,无疑汇集了少数的中心,有悖于当初去中心的构想。

  POS(Proof of Stake)的节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比。相对于POW,某些特定的程度减少了数学运算带来的资源消耗,性能也得到了相应的提升,但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式,可监管性弱,该共识机制容错性和POW相同。它是POW的一种升级共识机制,根据每个节点所占代币的比例和时间,等比例的降低挖矿难度,从而加快找到随机数的速度。

  POS算法存在一个持币人的集合,持币人把手中的代币放入POS机制中,这样他们就变成验证者。假设在区块链最前面一个区块(区块链中最新的块),这时POS算法在这些验证者中随机选取一个(选择验证者的权重依据他们投入的代币多少),给他们权利产生下一个区块。如果在一段时间内,这个验证者没有产生一个区块,则选出第二个验证者来代替来产生新区块。

  DPoS(Delegated proof of stake)是指持有代币的用户投票选举出少数的节点代表来挖矿维护这个网络,与此同时这些代表根据比例获得奖励。

  与POS的主要不同之处在于节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与P0S相似。类似于董事会投票,持币者投出少数的节点,代理他们做验证和记账。

  DPOS通过及时高效的方法达到51%批准。具体而言,每个股东能将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个中等水准的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个中等水准的区块含有100股作为交易费,一名代表将获得1股作为报酬。该模式可以每30秒产生一个新区块,并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小,即使发生也可以在几分钟内得到解决。

  BTF(Byzantine failures)本质上是一个高度技术性的算法(像其他共识算法一样)。一般来说,密码货币项目所采用的拜占庭容错机制是通过允许将军(节点)分别管理一条链,并在彼此之间共享消息用来确保正确的交易记录和每个节点的诚实性。

  比较突出的是,拜占庭容错机制被用于瑞波(验证节点由瑞波团队选出)和恒星币(任何人都可以当验证节点,信任节点由社区共识产生)。

  拜占庭容错机制的优点是可扩展性和低廉的转账费用,但是和委托权益证明一样,引入了部分中心化。

  正如前面所提到的,共识算法和交易验证的问题十分艰难,并且非常微妙。目前有更多新的共识算法提出不同的权衡方案,并且可能会替代当前所使用的共识算法。

  目前,dag正受到慢慢的变多的关注,并且为可扩展性提出一个可靠的潜在解决方案,Hashgraph,Tangle和Block-lattice是最近受到关注的三种实现方式。

  到底在哪种共识机制下才能打造更高性能的网络呢?又会在哪种机制下构建最强大的区块链生态呢?还需行业内的专家学者不断地探索,希望区块链技术真正可提升社会效率,为社会持续健康发展注入新的动力。

  本文仅代表我个人的愚见,没有一点政治立场,不针对任何国家,有关机构。返回搜狐,查看更加多


小白课堂第五期:区块链共识机制

发布日期:2023-08-23

  此前,我们通过深入的解读了拜占庭将军问题,也了解了比特币的POW共识机制,但是这种共识机制并不是完美的,我们今天将POW、POS、DPOS、BTF等主流共识机制作对比分析。

  POW( Proof of Work)通过算力来完成数学运算争夺取记账权,bitcoin-core就是采用该种共识机制,是密码货币始祖级共识机制,该种共识机制资源消耗相比来说较高、可监管性弱,同时每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性方面允许全网50%节点出错。

  POW机制解决了拜占庭将军问题,即在互相不信任的情况下,只要好人的数量大于坏人。但是,由于POW简单直接容易被中心化,产生了为增加计算力而出现的矿池矿场,计算力从CPU,GPU到FPGA,ASIC,无疑汇集了少数的中心,有悖于当初去中心的构想。

  POS(Proof of Stake)的节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比。相对于POW,某些特定的程度减少了数学运算带来的资源消耗,性能也得到了相应的提升,但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式,可监管性弱,该共识机制容错性和POW相同。它是POW的一种升级共识机制,根据每个节点所占代币的比例和时间,等比例的降低挖矿难度,从而加快找到随机数的速度。

  POS算法存在一个持币人的集合,持币人把手中的代币放入POS机制中,这样他们就变成验证者。假设在区块链最前面一个区块(区块链中最新的块),这时POS算法在这些验证者中随机选取一个(选择验证者的权重依据他们投入的代币多少),给他们权利产生下一个区块。如果在一段时间内,这个验证者没有产生一个区块,则选出第二个验证者来代替来产生新区块。

  DPoS(Delegated proof of stake)是指持有代币的用户投票选举出少数的节点代表来挖矿维护这个网络,与此同时这些代表根据比例获得奖励。

  与POS的主要不同之处在于节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与P0S相似。类似于董事会投票,持币者投出少数的节点,代理他们做验证和记账。

  DPOS通过及时高效的方法达到51%批准。具体而言,每个股东能将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个中等水准的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个中等水准的区块含有100股作为交易费,一名代表将获得1股作为报酬。该模式可以每30秒产生一个新区块,并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小,即使发生也可以在几分钟内得到解决。

  BTF(Byzantine failures)本质上是一个高度技术性的算法(像其他共识算法一样)。一般来说,密码货币项目所采用的拜占庭容错机制是通过允许将军(节点)分别管理一条链,并在彼此之间共享消息用来确保正确的交易记录和每个节点的诚实性。

  比较突出的是,拜占庭容错机制被用于瑞波(验证节点由瑞波团队选出)和恒星币(任何人都可以当验证节点,信任节点由社区共识产生)。

  拜占庭容错机制的优点是可扩展性和低廉的转账费用,但是和委托权益证明一样,引入了部分中心化。

  正如前面所提到的,共识算法和交易验证的问题十分艰难,并且非常微妙。目前有更多新的共识算法提出不同的权衡方案,并且可能会替代当前所使用的共识算法。

  目前,dag正受到慢慢的变多的关注,并且为可扩展性提出一个可靠的潜在解决方案,Hashgraph,Tangle和Block-lattice是最近受到关注的三种实现方式。

  到底在哪种共识机制下才能打造更高性能的网络呢?又会在哪种机制下构建最强大的区块链生态呢?还需行业内的专家学者不断地探索,希望区块链技术真正可提升社会效率,为社会持续健康发展注入新的动力。

  本文仅代表我个人的愚见,没有一点政治立场,不针对任何国家,有关机构。返回搜狐,查看更加多