区块链的共识机制有哪些

以下是目前最常见和流行的共识机制 1.POW：（Proof of Work）：工作量证明机制。

比特币在区块生成过程中使用 POW 机制。 满足要求的区块哈希由N个前导零组成，零的个数取决于网络的难度值。 得到合理的 Block Hash 需要大量的试算，计算时间取决于机器的哈希速度。 当一个节点提供了一个合理的 Block Hash 值时，就意味着该节点确实经过了很多次计算尝试。 当然，不能得到计算次数的绝对值，因为找到一个合理的hash是一个概率事件。 当一个节点拥有全网n%的算力时，该节点有n/100的概率找到Block Hash。

Fundamentals：第一代共识机制，比特币的基础。 理解起来很简单，就是“按劳付费”，你付出多少，就会得到报酬（比特币等加密货币）。 在网络世界中，这里的劳动就是你为网络提供的计算服务（算力x时长），提供这种服务的过程就是“挖矿”。 如果是真正的矿场，很明显在均匀分配的前提下，人们“挖矿”收益的比例与他们提供的算力成正比。 简单来说，能力越强，得到的东西就越多。

优势：

机制本身当然非常复杂，有很多细节，比如：挖矿难度自动调整、区块奖励逐步减半等，这些因素都是基于经济原理的，可以吸引和鼓励更多的人参与。 理想情况下，这种机制可以吸引很多用户参与其中，尤其是参与者越多获得越多，将促进加密货币初期的快速发展和节点网络的快速扩张。 在CPU挖矿时代，比特币吸引了很多人参与“挖矿”，就是一个很好的证明。 通过“挖矿”发行新币，将比特币分配给个人，实现了相对公平。

缺点：

计算能力由计算机硬件（CPU、GPU等）提供，消耗电能，是能源的直接消耗，与人类追求节能、清洁、环保的理念背道而驰。 但是，如果非要为“加密货币”寻找“货币价值”的含义，那么这方面应该是最有力的证据。 这种机制发展到今天，提供算力的不再是单纯的CPU，而是逐渐发展到GPU、FPGA，甚至ASIC矿机。 用户也从个人挖矿发展到大型矿池和矿场，算力集中度越来越明显。 这与去中心化的方向背道而驰，渐行渐远，网络的安全也逐渐受到威胁。 有证据证明，Ghash（矿池）曾对博彩网站实施双花攻击（简单来说，一笔钱被花两次）。 比特币区块奖励每 4 年减半。 当挖矿成本高于挖矿收益时，人们挖矿的积极性会降低，算力会大幅下降，这进一步隐忧了比特币网络的安全性。

2.POS：Proof of Stake，权益证明。

POS：又称权益证明，类似于财产存放在银行，这种模式会根据你持有数字货币的数量和时间分配相应的利息给你。

简单来说，它是一个根据你持有货币的数量和时间给你利息的系统。 在权益证明POS模式中比特币采用的共识机制是什么，有一个词叫币龄，每个币每天产生1个币龄。 比如你持有了100个币，一共持有了30天。 那么，此时你的币龄为3000。 这时候如果你找到一个POS块，你的币龄就会被清零，你每清空365个币龄，你就会从该区块中获得0.05个币的利息（假设利息可以理解为一年一次利率5%），此时利息=3000*5%/365=0.41币，持有币有利息。

基本的

这是点点币 (PPC) 的创新。 没有挖矿过程，权益分配比例在创世块中说明，然后通过转账和交易（通常是IPO）逐渐分散给用户，通过“利​​息”增加新的货币，实现对节点的奖励。 以太坊是 POW 和 pos 的结合体。

简单来说，它是一种根据用户持有货币的数量和时间（币龄）来分配利息的系统。 现实中最典型的例子就是股票，或者说银行存款。 如果用户想获得更多的货币，那么打开客户端并保持在线，他就可以在保证网络安全的同时享受“利息”带来的收益。

优势：

节能。 无需挖矿，无需消耗大量电力和能源。 更加去中心化。 首先，去中心化是相对的。 与比特币等PoW类加密货币相比，基于PoS的加密货币对计算机硬件的要求基本不高，人人都可以挖矿（赚取利息），不用担心算力集中导致中心化的出现（单用户通过购买获得51%的币量，成本更高），网络更加安全有保障。 避免紧缩。 PoW机制的加密货币可能会因为用户流失等多种原因造成通缩，而PoS机制的加密货币以一定的年利率增发货币，可以有效避免通缩，保持基本稳定。 比特币之后，很多新币采用了PoS机制，很多采用工作量证明机制的老币也纷纷修改协议，“硬分叉”升级为PoS机制。

缺点：

纯 PoS 机制的加密货币只能通过 IPO 发行，这导致“少数人”（通常是开发者）以极低的成本获得大量的加密货币。 在利益面前，难保他们不会大量出售。 PoS机制的加密货币信用基础薄弱。 为了解决这个问题，很多采用PoW+PoS的双重机制，通过PoW挖矿发行加密货币，使用PoS来维护网络稳定。 或者使用 DPoS 机制，通过社区选举来增强信任。

3.DPOS：Delegated Proof of Stake，授权权益证明机制

比特股的DPoS机制，中文名称叫做Share Authorization Proof Mechanism（也称受托人机制），其原理是让所有持有比特股的人进行投票，产生101个代表，我们可以理解为101个超级节点或者矿池，这101个超级节点的权利是完全平等的。 从某种角度看，DPOS有点像议会制或人民代表大会制。 如果代表未能履行职责（轮到他们时未能产生区块），他们将被除名，网络会选出一个新的超级节点来取代他们。 DPOS的出现主要是由于矿机的产生。 大量的计算能力被不了解或不关心比特币的人使用。 类似于演唱会黄牛，囤积大量门票，根本不关心演唱会的内容。

基本的

不受控制的公司发行股票，产生利润，并将利润分配给股东。 您无需信任任何人即可实现此目的，因为一切都已硬编码到软件中。 通俗地说就是：公司的股份制，股东持有这些公司的股份，公司不挖矿就为股东产生回报。

优势：

降低能耗。 DPoS机制进一步将节点数量减少到101个，在保证网络安全的前提下，进一步降低全网能耗，网络运行成本最低。 更加去中心化。 目前，对于比特币来说，个人挖矿已经不现实了。 比特币的算力集中在几个大矿池手中，每个矿池都是中心化的，就像是DPoS的受托人，所以DPoS机制的加密货币更加去中心化。 采用PoS机制的加密货币（如Future Coin）需要用户打开客户端。 事实上，用户并不是每天都打开电脑，所以真正的网络节点是由几个股东维护的，去中心化程度无法与DPoS相提并论。 比较加密货币的机制。 更快的确认速度。 每个区块的时间为 10 秒，一笔交易（在得到 6-10 个确认后）约为 1 分钟，而 101 个区块的完整循环仅需 16 分钟左右。 而比特币（PoW机制）产生一个区块需要10分钟，完成一笔交易需要1小时（6个区块确认后）。 Peercoin（PoS 机制）确认一笔交易大约需要 1 小时。

缺点：

投票不是很活跃。 绝大多数股东（90%+）从未参与投票。 这是因为投票需要时间、精力和大多数投资者所缺乏的技能。 处理坏节点有很多困难。 社区选举不能有效及时阻止一些破坏节点的出现，给网络带来潜在的安全隐患。

4. PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错算法。

拜占庭共识算法（Practical Byzantine Fault Tolerance-PBFT）也是一种常见的共识证明。 与前两者不同的是，PBFT是基于计算的，没有代币奖励。 链上所有人参与投票，当少于（N-1）/3个节点反对时，他们将有权发布信息。

优点：算法的可靠性有严格的数学证明比特币采用的共识机制是什么，具有(n-1)/3的容错能力

缺点：当1/3以上记账员停止工作时，系统将无法提供服务。

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