共识机制_百度百科
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所谓“共识机制”，是通过特殊节点的投票，在很短的时间内完成对交易的验证和确认；对一笔交易，如果利益不相干的若干个节点能够达成共识，我们就可以认为全网对此也能够达成共识。再通俗一点来讲，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。这种投票机制虽然不完全“民主”，但很大程度上提高了网络的效率。
共识机制简介
作为一种按时间顺序存储数据的数据结构，可支持不同的共识机制。共识机制是区块链技术的重要组件。区块链共识机制的目标是使所有的诚实节点保存一致的区块链视图，同时满足两个性质：
1）一致性。所有诚实节点保存的区块链的前缀部分完全相同。
2）有效性。由某诚实节点发布的信息终将被其他所有诚实节点记录在自己的区块链中。
共识机制分类
区块链的自信任主要体现于分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方，也无须信任一个中心化的机构，只需要信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。这种自信任的前提是区块链的共识机制（consensus），即在一个互不信任的市场中，要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑，都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则，判断每一笔记录的真实性，最终将判断为真的记录记入区块链之中。换句话说，如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争，则这些节点几乎不可能合谋欺骗你，而当节点们在网络中拥有公共信誉时，这一点体现得尤为明显。区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法，在机器之间建立“信任”网络，从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。
现今区块链的共识机制可分为四大类：工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制和Pool验证池。
共识机制工作量证明机制
工作量证明机制即对于工作量的证明，是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。工作量证明机制具有完全去中心化的优点，在以工作量证明机制为共识的区块链中，节点可以自由进出。大家所熟知的比特币网络就应用工作量证明机制来生产新的货币。然而，由于工作量证明机制在比特币网络中的应用已经吸引了全球计算机大部分的算力，其他想尝试使用该机制的区块链应用很难获得同样规模的算力来维持自身的安全。同时，基于工作量证明机制的挖矿行为还造成了大量的资源浪费，达成共识所需要的周期也较长，因此该机制并不适合商业应用。
共识机制权益证明机制
2012年，化名Sunny King的网友推出了Peercoin，该加密电子货币采用工作量证明机制发行新币，采用权益证明机制维护网络安全，这是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。与要求证明人执行一定量的计算工作不同，权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。这种共识机制可以缩短达成共识所需的时间，但本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算。因此，PoS机制并没有从根本上解决PoW机制难以应用于商业领域的问题。
共识机制股份授权证明机制
股份授权证明机制是一种新的保障网络安全的共识机制。它在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时，还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。
股份授权证明机制与董事会投票类似，该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统，就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会，所有股东都在这里投票决定公司决策。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表，而非全体用户。在这样的区块链中，全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。同时，区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要，全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格，重新选举新的代表，实现实时的民主。
股份授权证明机制可以大大缩小参与验证和记账节点的数量，从而达到秒级的共识验证。然而，该共识机制仍然不能完美解决区块链在商业中的应用问题，因为该共识机制无法摆脱对于代币的依赖，而在很多商业应用中并不需要代币的存在。
共识机制PooI验证池
Pool验证池基于传统的分布式一致性技术建立，并辅之以数据验证机制，是目前区块链中广泛使用的一种共识机制。
Pool验证池不需要依赖代币就可以工作，在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础之上，可以实现秒级共识验证，更适合有多方参与的多中心商业模式。不过，Pool验证池也存在一些不足，例如该共识机制能够实现的分布式程度不如PoW机制等。
共识机制评价标准
区块链上采用不同的共识机制，在满足一致性和有效性的同时会对系统整体性能产生不同影响。综合考虑各个共识机制的特点，从以下4个维度评价各共识机制的技术水平：
1）安全性。即是否可以防止二次支付、自私挖矿等攻击，是否有良好的容错能力。以金融交易为驱动的区块链系统在实现一致性的过程中，最主要的安全问题就是如何防止和检测二次支付行为。自私挖矿通过采用适当的策略发布自己产生的区块，获得更高的相对收益，是一种威胁比特币系统安全性和公平性的理论攻击方法。此外，Eclipse攻击控制目标对象的网络通信，形成网络分区，阻隔交易传播。Sybil攻击通过生产大量无意义的节点影响系统安全性。
2）扩展性。即是否支持网络节点扩展。扩展性是区块链设计要考虑的关键因素之一。根据对象不同，扩展性又分为系统成员数量的增加和待确认交易数量的增加两部先扩展性主要考虑当系统成员数量、待确认交易数量增加时，随之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。
3）性能效率。目队交易达成共识被记录在区块链中至被最终确认的时间延迟，也可以理解为系统每秒可处理确认的交易数量。与传统第三方支持的交易平台不同，区块链技术通过共识机制达成一致，因此其性能效率问题一直是研究的关注点。比特币系统每秒最多处理7笔交易，远远无法支持现有的业务量。
4）资源消耗。即在达成共识的过程中，系统所要耗费的计算资源大小，包括CPU、内存等。区块链上的共识机制借助计算资源或者网络通信资源达成共识。以比特币系统为例，基于工作量证明机制的共识需要消耗大量计算资源进行挖矶提供信任证明完成共识。
杨子强主编．e览金融
网络金融知识漫谈：山东人民出版社，2015.05
韩璇. 区块链技术中的共识机制研究[A]. 中国计算机学会.第32次全国计算机安全学术交流会论文集[C].中国计算机学会:,2017:6.
唐文剑，吕雯等编著．区块链将如何重新定义世界：机械工业出版社，2016.06
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清除历史记录关闭关于分布式共识机制，InterValue互联价值有哪些技术创新?_百度知道
关于分布式共识机制，InterValue互联价值有哪些技术创新?
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InterValue互联价值在分布式共识机制上的创新：设计了基于哈希网数据结构的HashNet共识机制、基于随机选择函数的拜占庭协商(BA-VRF)共识机制和基础DAG共识机制，提出了基于HashNet的增强DAG共识和用于公证人选择的BA-VRF共识机制相结合的双层共识机制，实现基础DAG共识和BA-VRF共识相结合的双层共识机制。交易并发量高、交易确认速度快，可快速构建面向不同应用场景的生态体系。
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挖掘未来价值点：当前最火的两个共识机制 | 加密经济学第1节
价值源于共识，而共识机制则决定一个项目是否够强壮。比特币、以太坊都想改共识机制，那么理想的共识机制会是怎样的呢？了解最新的共识机制，洞悉区块链的未来，也许本文并不够通俗易懂，有些人甚至连第一段都未必能看完，但是请知道：学习从来都是逆水行舟的!本文是加密经济学入门系列文章的第一篇，重点介绍现在最为热门的两大共识机制。加密经济学从其根本上来说，是利用激励机制和密码学来设计新的系统、应用和网络，区块链则运行在其之上，是这门实用科学的产物之一。理解加密经济学的机制，对区块链的学习大有益处。我们和加密经济学领域的专家Baron Gong联合打造专栏，重点对加密经济学、隐私密码学、扩容密码学进行持续的科普解读。爱学习的小伙伴们不要错过哦。Baron Gong：ICM Outstanding Winner, 区块链技术和加密经济学专家。前言：要想让分布在全球的网络节点达成一致意见，共识算法在其中起着至关重要的作用，这从共识机制的定义中可以看出——“The process of agreeing on one results among a group of participants“， 让多参与者达成同一个结果的过程。作为以太坊的POS机制，Casper协议已包含在以太坊2018年初发布的测试网络中。POW被广泛诟病的耗能问题（挖矿成本高）和POS被广泛诟病的“无利害关系“(“nothing at stake“)问题促使许多区块链行业的前驱在不断地研究和创造新的共识机制。当前最火的两个共识机制Tendermint和Casper就是为了解决这些问题的产物。那么到底什么是Tendermint和Casper？它们各有什么优劣？新的区块链项目又应该怎么从中选择适合自己的共识机制？本文我们一起来看一看这些问题。Tendermint是什么？Tendermint属于拜占庭容错算法，它针对PBFT（实用拜占庭容错算法）做了优化，只需要有两轮投票即可达成共识。第一个真正提出将BFT研究应用到POS公有区块链环境中是Jae Kwon，他在2014年创造了Tendermint。先简单介绍一下Tendermint算法的流程。 Tendermint的状态转换如下图(来自Tendermint wiki):简单地说，Tendermint里面对高度为h的块共识的每一轮包括3个步骤：Propose（提议），Prevote（预投票），Precommit（预提交）。当在某一轮达成共识(收到大于2/3的Precommit投票)后，就会进入对下一个高度的共识，从第0轮开始。Tendermint中有个很重要的概念：PoLC，全称为Proof of Lock Change，表示在某个特定的高度和轮数(height,round)，对某个块或nil(空块)超过总结点2/3的Prevote投票集合，简单来说PoLC就是Prevote的投票集。Tendermint中的参与者叫做 “验证人”（validator）。他们轮流对交易区块进行提议，并对这些区块进行投票。区块会被提交到链上，每一个块占据一个高度h。当然提交块可能会失败，如果失败就会开始下一轮的提交。要想成功提交一个块，需要有两个阶段的投票：预投票和预提交。在同一轮提交中，只有超过2/3 的验证人对同一个块进行了预提交，这个块才能被提交到链上。假设少于1/3的验证者是拜占庭，Tendermint保证安全永远不会被破坏。也就是说验证者（2/3以上）永远不会在同一个高度提交冲突的区块。因此，基于Temdermint的区块链永远不会分叉。Casper是什么？Casper是以太坊从POW转型到POS的一个优化版POS共识机制，以太坊的核心贡献者V神有意通过Casper来硬分叉以太坊，从而实现共识机制的转型。Casper有两个版本，CFFG和CTFG，笔者将在未来的文章里面对这两者进行详细的分解。总的来说，Casper要求验证人（validators）将保证金中的大部分对共识结果进行下注。而共识结果又通过验证人的下注情况形成：验证人必须猜测其他人会赌哪个块胜出，同时也下注这个块。如果赌对了，他们就可以拿回保证金外加交易费用，也许还会有一些新发的货币；如果下注没有迅速达成一致，他们只能拿回部分保证金。因此数个回合之后验证人的下注分布就会收敛。此外如果验证人过于显著的改变下注，例如先是赌某个块有很高概率胜出，然后又改赌另外一个块有高概率胜出，他将被严惩。这条规则确保了验证人只有在非常确信其他人也认为某个块有高概率胜出时才以高概率下注。Casper通过这个机制来确保不会出现下注先收敛于一个结果然后又收敛到另外一个结果的情况，前提是只要验证人足够多。验证人对每一个高度h上的每一个候选块独立下注，给每个块指定一个胜出概率并公布。通过反复下注，对于每个高度h验证人会选出唯一的一个胜出块，这个过程也决定了交易执行的顺序。如果一个验证人在某个高度公布的概率分布总和大于100%，或者公布了小于0%的概率，或者对一个无效块指定了大于0%的概率，Casper将罚没他的保证金。Tendermint vs. Casper一句话来讲，Tendermint是一个基于轮次的投票机制，而Casper是一个基于赌博的投注机制。首先，Tendermint和Casper都能有效地解决“无利害关系“问题，V神2014年1月引入的“Slasher”概念可以在协议内通过惩罚来减轻这个问题，后来JaeKwon在同一年通过Tendermint的第一个迭代也解决了这个问题。在解决远程攻击问题上，Casper和Tendermint采用一种简单的锁定机制（Tendermint中俗称“冻结”,Casper中俗称保证金）来锁定一段时间（几周甚至几个月），以防止任何恶意联合验证者违反安全。在CFFG算法中，一个分叉选择规则永远只能修改最终块之后的块来阻止远程攻击。通过使用时间戳，在CFFG中的长距离分叉试图修改比最终块还要更早的块的时候会被协议直接忽略掉。还有一个问题是卡特尔形式（Cartel Formation），卡特尔形式指的是在任意经济框架下的寡头垄断问题，数字货币经济体系当然也不例外会有这类问题Tendermint没有任何协议内的手段，而是依靠协议外的管理方法来与寡头垄断验证者进行对抗，基本原理是：用户最终将不可避免地注意到卡特尔的形成，在协议之外的生活中会对此情况进行传播，然后放弃或者投票重新组织受到攻击的区块链。然而，在Casper的体系里面，CTFG协议明确使用了内审激励机制来打击卡特尔形式，这也是当前共识机制当中唯一一个协议内部自带防卡特尔形式的一种模式。CAP理论下的Tendermint vs. CasperCAP定理指的是在一个分布式系统中，Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partitiontolerance（分区容错性），三者不可得兼。● 一致性（C）：在分布式系统中的所有数据备份，在同一时刻是否有同样的值。（等同于所有节点访问同一份最新的数据副本）● 可用性（A）：在集群中一部分节点故障后，集群整体是否还能响应客户端的读写请求。（对数据更新具备高可用性）● 分区容错性（P）：以实际效果而言，分区相当于对通信的时限要求。系统如果不能在时限内达成数据一致性，就意味着发生了分区的情况，必须就当前操作在C和A之间做出选择。CAP理论就是说在分布式存储系统中，最多只能实现上面的两点。而由于当前的网络硬件肯定会出现延迟丢包等问题，所以分区容错性P是我们必须需要实现的。所以我们只能在一致性和可用性之间进行权衡。Tendermint协议中绝大部分是异步的（前面部分也有弱同步的），并且验证者只有在接收到了超过2/3验证者的消息时才会处理。正是因为这样，所以Tendermint需要大多数的验证者才可以100%正常运行，如果1/3或更多的验证者离线或脱机，网路就会停止运行了。从CAP理论来看，Tendermint的设计决策确实是把一致性C和分区容错性P地位放在了实用性A之上。在现实世界上有相当高的可能性是，系统真的会停止运行，参与者将会需要在协议外组织在某种软件上更新后重启系统。而Casper强调的是在链上同步，所以Casper的设计选择了实用性A和分区容错性P多于一致性C。Casper相对Tendermint的核心优势在于网络随时可以容纳更多数量的验证者。因为Tendermint中的区块在创建的时候就需要最终化，所以区块的确认时间应该短一点才可行。但是为了达到短区块时间，Tendermint PoS能够容纳的验证者数量就有了限制。而由于CTFG和CFFG到在区块创建的时候都不需要安全性，所以可以容纳验证者的数量会更加的多一点，比如Tendermint只能容纳100个左右的验证者，而Casper则没有这个限制。总的来说，Tendermint假设区块链的参与者在绝大多数时候不会作恶，因此验证者相应的惩罚机制比Casper轻，所以Tendermint更适合参与者们都相对可信的区块链，比如公有/私有链结合的企业级区块链。然而Casper假设的是区块链的参与者都是不可信的，所以相比Tendermint而言设计了非常严厉的惩罚机制，因而更适合去中心化无信任基础的区块链。当然，两者都还有问题，还远不是完美的共识机制，Code is Law, 期待未来我们能共同见证更完善的机制。如需更多帮助，可私信小编（5年股龄，3年期龄，半年币龄），私信步骤：点击“区块链链长”头像，在其右边有一“私信”按钮，点击私信即可，如下图：
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热文排行榜摘要：dBFT机制实际使用了一种迭代共识的方法来保证系统达成一致决定
什么是NEO的dBFT共识机制？dBFT又被称为“授权拜占庭容错”机制，是一种在NEO区块链内部实现的保证容错的共识算法，其主要目的在于解决拜占庭将军问题。拜占庭将军问题由来已久，其核心描述的就是在有可能存在叛徒的军队中，依然要保证一致的进攻或撤退行为。在现实生活中，每当我们需要对投票的正确性和一致性做出判定的时候，这个问题就会出现；同样，在区块链网络当中，如果存在可能造成网络瘫痪或者不能正常工作的节点时，系统就很难保证达成正确的共识，从而导致故障。dBFT共识机制是众多为了解决这一问题中的一种方案。在这个机制当中，存在两个参与者，一个是专业记账的“记账节点”，一个是系统当中的普通用户。普通用户基于持有权益的比例来投票决定记账节点，当需要通过一项共识时，在这些记账节点中随机推选出一名发言人拟定方案，然后由其他记账节点根据拜占庭容错算法，即少数服从多数的原则进行表态，如果超过66%的节点表示同意发言人方案，则共识达成；否则，重新推选发言人，重复投票过程。所以说，dBFT机制实际使用了一种迭代共识的方法来保证系统达成一致决定。然而，这种机制的缺点在于，当系统中有超过三分之一的记账节点停止工作时，整个区块链网络将无法提供正常的服务；当超过三分之一的节点联合作恶时，区块链将有可能发生分叉。昨日回顾：明日预告：IOTA采用的“Tangle”框架是什么？※区块链课堂是哈希派围绕区块链技术推出的每日问答栏目，帮助大家从各方面了解区块链领域的相关知识。如果你对区块链有自己的想法以及相关疑惑，欢迎在评论区留言，我们将会在近期更新中为你解答。
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