技术博客：Ulord的混合共识机制 - 简书
技术博客：Ulord的混合共识机制
Ulord是一条令人遐想的公链，尤其为企业在上面搭建内容应用提供了友好强大的套件。Ulord采用 PoW（Proof of Work，工作证明） 和 PoS（Proof of Storage，存储证明） 混合共识机制是由Ulord独特的产品架构决定的。
混合共识机制是Ulord对安全、效率、公平的综合考虑，Ulord的 PoW 共识机制可以有效防止 GPU 或 ASIC 挖矿，鼓励普通用户参与。PoS共识机制会对用户贡献的存储和带宽资源的有效性进行验证并发放奖励。
什么是共识机制，即通过投票在一定时间内对一件事进行验证和确认。对一笔交易，如果利益不相干的若干节点能够达成共识，我们就可以认为全网对此也能够达成共识。通俗一点讲，如果楼下快餐店老板、你的同事、游戏中的队友、美国来的一名旅行者他们互不认识，但他们都一致认为你是一个好人，那么基本上就可以断定你这个人不坏。
PoW是基于工作证明的一类算法，通过计算来猜测某一个数值（nonce）来解决一个难度随着算力变化的计算题，解出答案需要耗费大量的算力也就是资源但是验证却很简单。这保证了在一段时间内只有小部分人可以得出正确答案。这些正确答案会通过网络进行广播，收到的用户可以通过简单的验证确认答案的正确性。
PoW的思想源自博弈论，如果想要控制PoW共识的网络，理论上需要掌握一半以上算力，这让那些想破坏区块链网络运行、篡改交易数据的人需要付出比收益更大的代价无利可图。PoW 让比特币网络从2009年1月运行至今稳定运行 ，它保证了整个区块链网络的安全性和不可篡改性。
根据PoW的规则，参与者的算力越高概率上会分得更高的收益，因此大家花费了大量的精力和成本在提高挖矿机器的算力，期望获得更高的收益。从CPU挖矿到显卡挖矿再到ASIC挖矿，挖矿已经演变成为装备竞赛，比特币网络算力呈指数级增长。
比特币网络的运行需要大量的电力和硬件，这不能不说是一种浪费；普通用户不再能使用他们的家用计算机获得挖矿收益，过高的算力形成了网络的准入门槛。正是因为过高的准入门槛和逐渐降低的利润，目前比特币网络的完整节点数正在逐渐减少。正如同上面的分析，过少的节点会使得51%算力攻击更容易进行，因此节点过少会危及整个网络的安全。
分析比特币的网络特点是为了与Ulord 的共识机制对比。
相比比特币的网络，Ulord继承了比特币网络的优点，交易安全不可篡改。此外Ulord的PoW是一种防ASIC共识机制，永久防止将这种PoW移植到ASIC，避免未来专业矿机引发Ulord产生类似比特币的算力争夺战。Ulord的PoW是一种“普世”型共识机制，用户通过自己的家用电脑CPU就可以参与挖矿和获得UToken， 能让更多普通用户参与打包和挖矿，这样节点数量更多有利于网络的安全性和健壮性，也在一定程度上增加了用户粘性。
通过Ulord的智能合约及侧链技术用户可以在上面搭建各种应用。更进一步的，Ulord的网络还可以将应用的数据存储起来，使应用完全运行在Ulord上。现在我们每天上网使用刷朋友圈、微博的APP、在爱奇艺上看连续剧都需要将数据存储起来，这些海量数据都不能再像以前那样简单的存储在一台服务器上，而是分布在机房的多台服务器甚至全国各地的机房中，利用CDN等技术将内容稳定送达用户。就好比连锁超市取消全国分店只留北京一家，暂不说一家店能不能承载这么多用户，消费者买个小东西还需要消耗公共交通资源且还要排很久的队结账就让人难以接受，而分店的分流就解决了这些问题。Ulord的存储架构用P2P（peer to peer，点对点）存储实现了相似的功能，但比这些互联网公司的内容存储分发方式带宽和运维成本低很多，且减少了带宽的浪费和存储的浪费。
P2P存储任务由Ulord中的主节点承担，实现吸取了传统P2P存储网络（BitTorrent等）的经验和教训。我们发现传统P2P存储网络缺少激励机制，因此大部分用户下载后选择关闭节点令P2P网络脆弱不堪，也无法达到我们的预期要求。我们通过设计激励PoS机制使得用户自发的加入Ulord的P2P存储网络，PoS激励用户为我们的Ulord提供P2P存储服务以获得奖励。
在Ulord中，我们设定了提供P2P存储的门槛，用户需要先锁定1万UToken和提供1TB以上存储空间才可以成为主节点提供存储服务，即主节点上才会运行PoS共识并获得收益。这个门槛是为了给用户提供稳定和低时延的服务。稳定的主节点让用户在使用Ulord的过程中感受不到与传统互联网的差异，有些方面甚至优于传统互联网。
除了提供存储的作用，主节点还是 Ulord 中非常重要的组成部分，因为主节点享有投票权。主节点具有升级投票、删除劣质内容等功能，同时也可对恶意主节点投票进行辨别。作为 Ulord 网络中的关键机制，主节点会分得 35% 的 Token 收益，这对于主节点用户来讲，无疑是一个巨大的鼓励。对于维护 Ulord 生态的稳定运行，也具有十分积极的作用。
总结：PoW负责Ulord 链的记录，PoW为Ulord的交易提供安全保障和不可篡改性。PoS负责存储的验证和奖励发放，Ulord的共识机制PoW和PoS在Ulord体系中承担着不同的任务，他们共同保障着Ulord的平稳运行。
作者介绍：“外号水虎”是一名区块链资讯和咨询提供者。
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昨天Ulord创始人谭博士在电报群里解答大家对Ulord的提问，听到一半中途因要上展翔的音标课，今天准备回听，看到群里 Lin酱 已经整理好了文字稿，整理很用心，效率好高，我简直太佩服了，没赶上直播的伙伴现在看文字稿就可以了解Ulord 了，而且谭博士对区块链的认知水平也是...
整个分享内容分为5个部分：理念篇、技术篇、生态篇、综合篇和问答环节。 Dam Woods： 大家晚上好，今天晚上我跟大家一起分享Ulord项目的有关内容，包括理念篇、技术篇、生态篇、综合篇四个部分，具体的问题之前志愿者小胖已经公布。 一、理念篇 1、区块链的出现，给人类社会...
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5000年前，人类发明文字，开启知识传递信息的文明之旅； 1000年前，人类发明印刷术，揭开知识传递力量的重要篇章； 近半个世纪来，人类发明计算机和互联网，信息高速公路开启； 今天，我们有了Ulord，让知识价值的公平传递成为现实…… Ulord——开启数字资源价值传播的新...
这或许是内容创作者不可错过的一次机会。 此次是对Ulord白皮书的解读，都是个人理解，如有疏漏错误敬请指正，不胜感激。欢迎持续探讨、学习。内容稍长，但如果你想认真了解Ulord这个机会，会帮助你节省很多时间。 第一次听到Ulord是在易理华先生的知识星球，后来被Ulord分...
感赏今天起得很早，我要自己早起早睡了，长时间熬夜是不好的，，所以昨晚睡得早， 去上班的时候，我和同事的大搞卫生，同事就说今天应该生意会更好一点，当时我也感觉，因为我在做卫生的这个动作就是一种宣言，我们要迎接客人的到来，当客人来看到卫生很好，环境舒服，自然而然心情就会好得多，...
一、什么是缓存 缓存是系统快速响应中的一种关键技术，是一组被保存起来以备将来使用的东西，介于应用开发和系统开发之间。缓存思想的提出主要是因为对物理数据的访问效率要远远低于对内存的访问速度，因而采用了将部分物理数据存放于内存当中，这样可以有效地减少对物理数据的访问次数，从而提...
我又想起了你，我觉得你也许不会记得我。你是那么匆忙着过日子的人，我又是那样念念不忘的人，也许呢，谁都说不准。我光是想想就很开心了，不需要了解现状。
夜无声，天将明，一觉惊醒，最怕梦里胜今夕。 人未散，情已寒，泪湿青衫，唯把今心寄往昔。
轻巧了时光
待我于北回归线
你的青竹梅雨
我的红霞午夜
你在南方之南
我于北方之北
最长的光明
最短的钟情 时光粉墙
孤寂成梦 走过时光 只为等待懂她的人 一片光影的温暖 就触动心底的柔...马化腾diss PoW,共识机制哪家强
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　　今天一篇关于张首晟教授点评区块链的文章在朋友圈刷屏了，张首晟教授本身的学术地位以及之后马化腾的朋友圈转发点评名人效应加持，关注度越来越高。　　　　文章中就历史上的商业帝国的兴起以及没落引申到区块链的价值作用上，其中对区块链的共识机制表示了极大的肯定。共识让人与人之间建立信任，而信任能够建立起合作。　　　　共识是一切交易的基础。但是马化腾对于PoW消耗大量能源的方式表示了怀疑，引发了大家的广泛讨论。　　　　什么是共识机制　　区块链要成为一个难以攻破的、公开的、不可篡改数据记录的去中心化诚实可信系统，需要在尽可能短的时间内做到分布式数据记录的安全、明确及不可逆，提供一个最坚实且去中心化的系统。　　区块链分布式记账的方式使得每个人手上都有一本完整的账本，全网共有。但是随着节点的不断增多，数据越多，账本也越安全，难以摧毁。除此之外，任意一个或者部分节点的账本被篡改，都不可能被全网认同，除非你能控制51%的节点，即51%攻击，但是这耗能巨大，几乎是不可能的。　　　　同时随着节点不断增加，谁来记账，如何选择合适的人来记账成为一个问题，而制定一个记账人的选择方式以及规定，让大家来遵守这个规定，达成共识，这就是区块链里面的共识机制。　　共识机制是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制，说得更直白一些就是对于如何选择记账人达成共识。共识机制可以保证最新区块被准确添加至区块链、节点存储的区块链信息一致不分叉甚至可以抵御恶意攻击。　　比特币作为区块链的第一个应用，它的共识机制PoW共识机制曾经一枝独秀，但是随着区块链技术的不断发展，各类不同的共识机制开始不断涌现，各有千秋，各有拥趸。　　共识机制分类　　1、PoW( Proof of Work）工作量证明——多劳多得　　PoW机制中根据矿工的工作量来执行货币的分配和记账权的确定。算力竞争的胜者将获得相应区块记账权和比特币奖励。因此,矿机芯片的算力越高,挖矿的时间更长,就可以获得更多的数字货币。　　　　优点：算法简单，容易实现；节点间无需交换额外的信息即可达成共识；破坏系统需要投入极大的成本。　　缺点：浪费能源；区块的确认时间难以缩短；新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；容易产生分叉，需要等待多个确认；永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。　　目前基于PoW共识机制的数字货币有很多，比特币、莱特币、狗狗币、达士币、门罗币等初期的数字货币大多都是PoW共识机制。　　2、PoS（Proof of Stake）股权证明算法——持有越多，获得越多　　POS 机制采用类似股权证明与投票的机制，选出记帐人，由它来创建区块。持有股权愈多则有较大的特权，且需负担更多的责任来产生区块，同时也获得更多收益的权力。　　POS 机制中一般用币龄来计算记账权，每个币持有一天算一个币龄,比如 持有 100 个币,总共持有了 30 天,那么此时的币龄就为 3000。在 POS 机制下,如果记账人发现一个 POS 区块, 他的币龄就会被清空为 0,每被清空 365 币龄,将会从区块中获得 0.05 个币的利息(可理解为年利率 5%)。　　优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间；不再需要大量消耗能源挖矿。　　　　缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。　　最先开始运用权益证明共识机制的区块链项目是2012年诞生的PeerCoin，以太坊前三阶段均采用PoW共识机制，在第四阶段开始以太坊将采用权益证明机制，此外，量子链和Blackcoin都采用POS共识机制。　　3、DPOS（Delegated Proof-of-Stake）股份授权证明　　DPOS 是在 POS 基础之上发展起来的。与PoS的主要区别在于持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。　　DPoS的工作原理为：每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以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平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。DPoS的投票模式可以每30秒产生一个新区块。　　　　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。　　比特股（BitShares）社区首先提出了股份授权证明机制，和比特股一父同胞同出于大神BM之手的EOS以及Steem也是基于此共识机制，LBTC、BCX 、Lisk等也都采用了该共识机制，DPoS的支持者众多，影响力广泛，后来者居上。　　4、DAG(Directed acyclic graph)有向无环图——无区块链概念　　DAG最初出现就是为了解决区块链的效率问题。其通过改变区块的链式存储结构，通过DAG的拓扑结构来存储区块。在区块打包时间不变的情况下，网络中可以并行的打包N个区块，网络中的交易就可以容纳N倍。　　　　之后DAG发展成为脱离区块链，提出了blockless无区块的概念。新交易发起时，只需要选择网络中已经存在的并且比较新的交易作为链接确认，这一做法解决了网络宽度问题，大大加快了交易速度。　　优点：交易速度快；无需挖矿；极低的手续费。　　缺点：网络规模不大，导致极易成为中心化；安全性低于PoW机制。　　目前采用这个技术有IOTA、byteball两个币，前段时间国内首个基于DAG的物联网区块链项目ITC万物链币价也取得了不小的涨幅。　　5、PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）实用拜占庭容错——分布式一致性算法　　实用拜占庭容错在保证活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容错性。在分布式计算上，不同的计算机透过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机（Coordinator / Commander）或成员计算机 （Member /Lieutanent）可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。而拜占庭问题的可能解决方法为：在 N & 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。　　　　优点：系统运转可以脱离币的存在，pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成，安全性与稳定性由业务相关方保证；共识的时延大约在2~5秒钟，基本达到商用实时处理的要求；共识效率高，可满足高频交易量的需求。　　缺点：当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据；去中心化程度不如公有链上的共识机制；更适合多方参与的多中心商业模式。　　实用拜占庭容错主要应用于央行的数字货币以及布萌区块链。　　6、Pool验证池——私有链专用　　Pool验证池，基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制；之前曾是行业链大范围在使用的共识机制，但是随着私有链项目的逐渐减少渐渐开始势微。　　优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。　　缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。　　7、自定义共识机制以及混合共识机制——私人订制　　小蚁——dBFT（delegated BFT）授权拜占庭容错算法　　小蚁采用的dBFT机制，是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。dBFT和PBFT的关系类似于 PoS和DPoS的关系。　　　　dBFT在PBFT的基础上做出了多出改进：将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式；将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点；为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点（记账节点）；在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。　　特点：专业化的记账人；可以容忍任何类型的错误；记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉；算法的可靠性有严格的数学证明；当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据。　　唯链——PoA（Proof-of-Authority）　　PoA共识机制，这种共识机制能达到的TPS，相较于比特币的PoW和以太坊即将采用的PoS，在TPS上都要高出很多。唯链创世团队曾经披露唯链研发团队测试能达到10000TPS，10000TPS足够满足很长一段时间内的性能要求。　　　　PoA与PoS类似，但是POS是基于持币加时间的模式，所以同样会造成利益分配的不均衡和大节点的产生，在PoA中，验证者不需要在网络中持有股份，但是必须具有已知的和经过验证的身份，这意味着验证者不会有动机为自己的利益行事，由这些验证者来验证和治理DAPP的投票。如此，让PoA的网络变得更加安全和便宜。　　除了唯链以外，欧链Oracles采用的也是PoA共识机制。　　Ripple——RPCA（Ripple Protocol consensus algorithm）　　瑞波共识机制RPCA是一个类似PBFT的共识机制，属于节点投票的共识机制。初始特殊节点列表就像一个俱乐部，要接纳一个新成员，必须由51%的该俱乐部会员投票通过。共识遵循这核心成员的51%权力，外部人员则没有影响力。由于该俱乐部由“中心化”开始，它将一直是“中心化的”，而如果它开始腐化，股东们什么也做不了。与比特币及点点币一样，瑞波系统将股东们与其投票权隔开，并因此比其他系统更中心化。　　　　Stellar的共识机制SCP（Stellar Consensus Protocol）就是在“Ripple共识算法”的基础上演化而来的。　　Hcash——PoW+PoS共识机制　　Hcash采用混合共识机制后，有Hcash的用户与矿工均可以参与到投票中，共同参与Hcash社区的重大决定；Hcash的PoS还为不合格的矿工提供了一个制衡机制；通过PoS+PoW公平的按持币数量与工作量分配投票权重，可以实现社区自治；通过PoW,使得Hcash有挖矿的硬性成本作为币价的保证，又制约了单独PoS机制里数字货币过于集中的问题；PoS让中小投资者着眼于项目的中长期的发展，中小户更倾向于把币放在钱包里进行PoS而不是放在交易所随时准备交易使得Hcash生态更加健康，人们会将注意力更多的放在Hcash技术与落地应用上，而不是仅仅关注短期的价格波动；在安全性上，由于PoW必须通过PoS的验证才可生效，PoW矿工不能自行决定并改变网络规则，这有效的抵挡了51%攻击。　　　　共识机制发展　　迄今为止，没有任何一种共识机制完美地解决了所有问题，每个共识机制都存在各自的短板。数字货币市场在不断扩大，毫无疑问共识机制也在不断地自我更新。　　　　从PoW到PoS，PoS到DPoS，以及DAG的无区块链概念，无疑不是对效率的不断追求。但是共识越集中（参与度越低），效率越高，也越容易出现安全和独裁腐败现象（和去中心化的初衷背道而驰）。只有做到各方面的平衡，通过之后的发展以及不断的更迭，数字货币以及区块链未来可期。
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[区块链]共识算法（POW,POS,DPOS,PBFT）介绍和心得
POW：Proof of Work，工作证明。
比特币在Block的生成过程中使用了POW机制，一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成，零的个数取决于网络的难度值。要得到合理的Block Hash需要经过大量尝试计算，计算时间取决于机器的哈希运算速度。当某个节点提供出一个合理的Block Hash值，说明该节点确实经过了大量的尝试计算，当然，并不能得出计算次数的绝对值，因为寻找合理hash是一个概率事件。当节点拥有占全网n%的算力时，该节点即有n/100的概率找到Block Hash。
POS：Proof of Stake，股权证明。
POS：也称股权证明，类似于财产储存在银行，这种模式会根据你持有数字货币的量和时间，分配给你相应的利息。
简单来说，就是一个根据你持有货币的量和时间，给你发利息的一个制度，在股权证明POS模式下，有一个名词叫币龄，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000，这个时候，如果你发现了一个POS区块，你的币龄就会被清空为0。你每被清空365币龄，你将会从区块中获得0.05个币的利息(假定利息可理解为年利率5%)，那么在这个案例中，利息 = 3000 * 5% / 365 = 0.41个币，这下就很有意思了，持币有利息。
DPOS：Delegated Proof of Stake，委任权益证明
PS：关于此协议的详细内容，可以参考最新的博文《》
比特股的DPoS机制，中文名叫做股份授权证明机制（又称受托人机制），它的原理是让每一个持有比特股的人进行投票，由此产生101位代表 , 我们可以将其理解为101个超级节点或者矿池，而这101个超级节点彼此的权利是完全相等的。从某种角度来看，DPOS有点像是议会制度或人民代表大会制度。如果代表不能履行他们的职责（当轮到他们时，没能生成区块），他们会被除名，网络会选出新的超级节点来取代他们。DPOS的出现最主要还是因为矿机的产生，大量的算力在不了解也不关心比特币的人身上，类似演唱会的黄牛，大量囤票而丝毫不关心演唱会的内容。
PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错算法。见前文拜占庭容错算法介绍。
PBFT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。
以上主要是目前主流的共识算法。
从时间上来看，这个顺序也是按该共识算法从诞生到热门的顺序来定。
对于POW，直接让比特币成为了现实，并投入使用。而POS的存在主要是从经济学上的考虑和创新。而最终由于专业矿工和矿机的存在，让社区对这个标榜去中心化的算法有了实质性的中心化担忧，即传闻60％～70%的算力集中在中国。因此后来又出现DPOS，这种不需要消耗太多额外的算力来进行矿池产出物的分配权益方式。但要说能起到替代作用，DPOS来单独替代POW，POS或者POW＋POS也不太可能，毕竟存在即合理。每种算法都在特定的时间段中有各自的考虑和意义，无论是技术上，还是业务上。
如果跳出技术者的角度，更多结合政治与经济的思考方式在里面，或许还会跳出更多的共识算法，如结合类似PPP概念的共识方式，不仅能达到对恶意者的惩罚性质，还能达到最高效节约算力的目的也说不定。
至于说算法的选择，这里引用季总的这一段话作为结束：
一言以蔽之，共识最好的设计是模块化,例如Notary，共识算法的选择与应用场景高度相关，可信环境使用paxos 或者raft，带许可的联盟可使用pbft ，非许可链可以是pow，pos，ripple共识等，根据对手方信任度分级，自由选择共识机制，这样才是真的最优。
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马化腾diss PoW,共识机制哪家强
文章中就历史上的商业帝国的兴起以及没落引申到区块链的价值作用上，其中对区块链的共识机制表示了极大的肯定。共识让人与人之间建立信任，而信任能够建立起合作。共识是一切交易的基础。但是马化腾对于PoW消耗大量能源的方式表示了怀疑，引发了大家的广泛讨论。什么是共识机制区块链要成为一个难以攻破的、公开的、不可篡改数据记录的去中心化诚实可信系统，需要在尽可能短的时间内做到分布式数据记录的安全、明确及不可逆，提供一个最坚实且去中心化的系统。区块链分布式记账的方式使得每个人手上都有一本完整的账本，全网共有。但是随着节点的不断增多，数据越多，账本也越安全，难以摧毁。除此之外，任意一个或者部分节点的账本被篡改，都不可能被全网认同，除非你能控制51%的节点，即51%攻击，但是这耗能巨大，几乎是不可能的。同时随着节点不断增加，谁来记账，如何选择合适的人来记账成为一个问题，而制定一个记账人的选择方式以及规定，让大家来遵守这个规定，达成共识，这就是区块链里面的共识机制。共识机制是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制，说得更直白一些就是对于如何选择记账人达成共识。共识机制可以保证最新区块被准确添加至区块链、节点存储的区块链信息一致不分叉甚至可以抵御恶意攻击。比特币作为区块链的第一个应用，它的共识机制PoW共识机制曾经一枝独秀，但是随着区块链技术的不断发展，各类不同的共识机制开始不断涌现，各有千秋，各有拥趸。共识机制分类1、PoW( Proof of Work）工作量证明——多劳多得PoW机制中根据矿工的工作量来执行货币的分配和记账权的确定。算力竞争的胜者将获得相应区块记账权和比特币奖励。因此,矿机芯片的算力越高,挖矿的时间更长,就可以获得更多的数字货币。优点：算法简单，容易实现；节点间无需交换额外的信息即可达成共识；破坏系统需要投入极大的成本。缺点：浪费能源；区块的确认时间难以缩短；新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；容易产生分叉，需要等待多个确认；永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。目前基于PoW共识机制的数字货币有很多，比特币、莱特币、狗狗币、达士币、门罗币等初期的数字货币大多都是PoW共识机制。2、PoS（Proof of Stake）股权证明算法——持有越多，获得越多POS 机制采用类似股权证明与投票的机制，选出记帐人，由它来创建区块。持有股权愈多则有较大的特权，且需负担更多的责任来产生区块，同时也获得更多收益的权力。POS 机制中一般用币龄来计算记账权，每个币持有一天算一个币龄,比如 持有 100 个币,总共持有了 30 天,那么此时的币龄就为 3000。在 POS 机制下,如果记账人发现一个 POS 区块, 他的币龄就会被清空为 0,每被清空 365 币龄,将会从区块中获得 0.05 个币的利息(可理解为年利率 5%)。优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间；不再需要大量消耗能源挖矿。缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。最先开始运用权益证明共识机制的区块链项目是2012年诞生的PeerCoin，以太坊前三阶段均采用PoW共识机制，在第四阶段开始以太坊将采用权益证明机制，此外，量子链和Blackcoin都采用POS共识机制。3、DPOS（Delegated Proof-of-Stake）股份授权证明DPOS 是在 POS 基础之上发展起来的。与PoS的主要区别在于持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。DPoS的工作原理为：每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以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平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。DPoS的投票模式可以每30秒产生一个新区块。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。比特股（BitShares）社区首先提出了股份授权证明机制，和比特股一父同胞同出于大神BM之手的EOS以及Steem也是基于此共识机制，LBTC、BCX 、Lisk等也都采用了该共识机制，DPoS的支持者众多，影响力广泛，后来者居上。4、DAG(Directed acyclic graph)有向无环图——无区块链概念DAG最初出现就是为了解决区块链的效率问题。其通过改变区块的链式存储结构，通过DAG的拓扑结构来存储区块。在区块打包时间不变的情况下，网络中可以并行的打包N个区块，网络中的交易就可以容纳N倍。之后DAG发展成为脱离区块链，提出了blockless无区块的概念。新交易发起时，只需要选择网络中已经存在的并且比较新的交易作为链接确认，这一做法解决了网络宽度问题，大大加快了交易速度。优点：交易速度快；无需挖矿；极低的手续费。缺点：网络规模不大，导致极易成为中心化；安全性低于PoW机制。目前采用这个技术有IOTA、byteball两个币，前段时间国内首个基于DAG的物联网区块链项目ITC万物链币价也取得了不小的涨幅。5、PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）实用拜占庭容错——分布式一致性算法实用拜占庭容错在保证活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容错性。在分布式计算上，不同的计算机透过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机（Coordinator / Commander）或成员计算机 （Member /Lieutanent）可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。而拜占庭问题的可能解决方法为：在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。优点：系统运转可以脱离币的存在，pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成，安全性与稳定性由业务相关方保证；共识的时延大约在2~5秒钟，基本达到商用实时处理的要求；共识效率高，可满足高频交易量的需求。缺点：当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据；去中心化程度不如公有链上的共识机制；更适合多方参与的多中心商业模式。实用拜占庭容错主要应用于央行的数字货币以及布萌区块链。6、Pool验证池——私有链专用Pool验证池，基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制；之前曾是行业链大范围在使用的共识机制，但是随着私有链项目的逐渐减少渐渐开始势微。优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。7、自定义共识机制以及混合共识机制——私人订制小蚁——dBFT（delegated BFT）授权拜占庭容错算法小蚁采用的dBFT机制，是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。dBFT和PBFT的关系类似于 PoS和DPoS的关系。dBFT在PBFT的基础上做出了多出改进：将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式；将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点；为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点（记账节点）；在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。特点：专业化的记账人；可以容忍任何类型的错误；记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉；算法的可靠性有严格的数学证明；当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据。唯链——PoA（Proof-of-Authority）PoA共识机制，这种共识机制能达到的TPS，相较于比特币的PoW和以太坊即将采用的PoS，在TPS上都要高出很多。唯链创世团队曾经披露唯链研发团队测试能达到10000TPS，10000TPS足够满足很长一段时间内的性能要求。PoA与PoS类似，但是POS是基于持币加时间的模式，所以同样会造成利益分配的不均衡和大节点的产生，在PoA中，验证者不需要在网络中持有股份，但是必须具有已知的和经过验证的身份，这意味着验证者不会有动机为自己的利益行事，由这些验证者来验证和治理DAPP的投票。如此，让PoA的网络变得更加安全和便宜。除了唯链以外，欧链Oracles采用的也是PoA共识机制。Ripple——RPCA（Ripple Protocol consensus algorithm）瑞波共识机制RPCA是一个类似PBFT的共识机制，属于节点投票的共识机制。初始特殊节点列表就像一个俱乐部，要接纳一个新成员，必须由51%的该俱乐部会员投票通过。共识遵循这核心成员的51%权力，外部人员则没有影响力。由于该俱乐部由“中心化”开始，它将一直是“中心化的”，而如果它开始腐化，股东们什么也做不了。与比特币及点点币一样，瑞波系统将股东们与其投票权隔开，并因此比其他系统更中心化。Stellar的共识机制SCP（Stellar Consensus Protocol）就是在“Ripple共识算法”的基础上演化而来的。Hcash——PoW+PoS共识机制Hcash采用混合共识机制后，有Hcash的用户与矿工均可以参与到投票中，共同参与Hcash社区的重大决定；Hcash的PoS还为不合格的矿工提供了一个制衡机制；通过PoS+PoW公平的按持币数量与工作量分配投票权重，可以实现社区自治；通过PoW,使得Hcash有挖矿的硬性成本作为币价的保证，又制约了单独PoS机制里数字货币过于集中的问题；PoS让中小投资者着眼于项目的中长期的发展，中小户更倾向于把币放在钱包里进行PoS而不是放在交易所随时准备交易使得Hcash生态更加健康，人们会将注意力更多的放在Hcash技术与落地应用上，而不是仅仅关注短期的价格波动；在安全性上，由于PoW必须通过PoS的验证才可生效，PoW矿工不能自行决定并改变网络规则，这有效的抵挡了51%攻击。共识机制发展迄今为止，没有任何一种共识机制完美地解决了所有问题，每个共识机制都存在各自的短板。数字货币市场在不断扩大，毫无疑问共识机制也在不断地自我更新。从PoW到PoS，PoS到DPoS，以及DAG的无区块链概念，无疑不是对效率的不断追求。但是共识越集中（参与度越低），效率越高，也越容易出现安全和独裁腐败现象（和去中心化的初衷背道而驰）。只有做到各方面的平衡，通过之后的发展以及不断的更迭，数字货币以及区块链未来可期。欢迎扫码加入
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