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【入门课程】2.4—挖矿、共识机制的概念与分类

【入门课程】2.4—挖矿、共识机制的概念与分类

作者: 链学院 | 来源:发表于2018-09-28 13:12 被阅读37次

一、“挖矿”介绍

挖矿/矿工/矿机/矿池——区块链是去中心化的,所有交易的确认需要通过挖矿来进行确认和完成。

我们从比特币挖矿为例说起,其他币种,挖矿的概念都是一样的,挖矿的概念起源于比特币体系,效仿黄金,这种效仿,体现在两个方面。

第一,储量有限。

中本聪把比特币发行总量设定为2100万枚,只有这么多了,算法决定了比特币绝不超发。这就像黄金在地球上的总储量有限一样。

第二,挖矿,越来越难挖。

比特币的储量,在第一个四年,可以被挖出大约一半。然后每四年减半,难度越来越大。这就像黄金一开始可以在地表捡到,后来要掘地三尺,再后来要到深海才能找到。

就连这个名字“挖”比特币,和挖比特币的计算机,被叫做“矿机”,都是模拟黄金的。

这个“挖”比特币的逻辑,简单来说,就是每10分钟就会有一道数学题被扔到网络中,大家比赛,看看谁算得快。算得最快的计算机,就会“挖”到一定数量的比特币。真实的挖矿,是一个复杂的数学逻辑。

可以简单理解:计算机的算力,就相当于挖黄金的体力。体力越多的人得到越多黄金;算力越多的计算机,得到越多的比特币。

 

可以说,比特币,就是互联网世界的虚拟黄金。既然毫无实际价值的黄金,可以作为货币,大自然就是黄金货币的发行者,那么比特币,理论上也可以作为货币,算法就是数字货币的发行者。挖矿保护了比特币系统的安全,并且实现了在没有中心机构的情况下,也能使整个比特币网络达成共识。

二、共识机制介绍

概念

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。

由分布在不同区域的节点共同参与决策并记载所有的交易记录,而决策规则的核心就是共识机制。

共识机制是决定按照哪一个参与节点记账,以及确保交易完成的技术手段和机制。

分类

(1)工作量证明(Proof of Work,简称PoW)

PoW通过评估你的工作量来决定你获得记账权的机率,工作量越大,就越有可能获得此次记账机会。

比特币在区块的生成过程种使用了PoW机制,矿工贡献算力来换取每十分钟在区块上记一次账的权力,同时他们会收获该区块有关的交易费用和区块奖励,通俗的理解呢,就是大家争着去抢记账工作,谁先抢到了工作,谁就有奖励。

PoW优点:去中心化程度较高,安全性较强。

典型应用代表:BTC、LTC等。 

(2)PoS(股权证明机制

PoS通过评估你持有代币的数量和时长来决定你获得记账权的机率。这就类似于股票的分红制度,持有股权相对多的人能够获得更多的分红,它将PoW中的算力改为系统权益,拥有权益越大则成为下一个记账人的概率越大。

PoW优点:不像Pow那么费电工作量减少很多

以太坊当前使用的也是PoW+POS机制,哈希算法与比特币有所区别,但它也对节点实施区块奖励,并允许节点对智能合约上执行的操作以及交易收取费用。

典型应用代表:BLK、Qtum。

(3)DPOS: 股份授权证明(DPOS)

 

DPOS主要就是节点投票选举若干代理人,由代理人验证和记账,如果代理人不能履行他们的职责,比如轮到他们记账时,他们没能完成则会被除名,网络会选出新的节点来取代他们,DPOS的每个客户端都有能力决定哪些节点可以被信任。

通俗点来讲呢,就是整个生态就选出几个代表来进行管理,就好比人民代表大会制度一样,参加会议的人来决定生态的一切,与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。

DPoS的优点: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。DPOS大幅提高区块链处理数据的能力,甚至可以实现秒到账,同时也大幅降低维护区块链网络安全的费用,从而使数据资产的交易速度接近VISA等中心化结算系统。

典型应用代表:BTS、EOS。

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,当然除了这三种共识机制,还有很多别,比如瑞波币没有使用PoW或者PoS、DPOS,而是有一个自己独特的共识机制。它的算法使一组节点能够基于特殊节点列表形成共识。初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由该俱乐部51%的会员投票通过。共识遵循这些核心成员的“51%权利”,外部人员则没有影响力。

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