引言:
在区块链的世界里,各个分布式节点之间如何解决彼此之间的信任问题?共识。共识是区块链技术的灵魂。如果没有共识,这项技术就只是互联网技术的简单升级,大家就会把它当狗仔队一样看待,根本不具备说服力。
正文:
当前有两种比较权威的共识机制:工作量证明(Proof of Work)和权益证明机制(Proof of Stake)。
一.工作量证明
“工作量证明”(PoW)这是比特币的共识算法。参与方完成的任务多,获得的算力就多,获得记账权力的可能性越大。这种算法是“乌托邦”式的理想状态:公平,多劳动者机会多。算力竞争是劳动,却不一定有很好的收获甚至可能因竞争落败而收获甚微。
PoW优点:完全去中心化,每个节点都可以平等参与竞争。通证激励构建了一个正循环的经济系统,从而逐渐积累了保护系统安全的庞大算力。
PoW缺点:比特币作为吸血币王已经吸引了全球大部分算力,其他使用这种共识机制的区块链应用已经很难获得优势算力来保证自身安全;挖矿造成大量的电力耗费;共识达成的周期长。
二.权益证明机制
探索和实践了一些新的共识机制,即采用非算力竞争方式来选择记账节点。如以太坊。以太坊原本设计的是两种共识机制共存的架构,但是在开发者的调整中将转变为纯PoS架构。以太坊即将发生的君士坦丁堡分叉,就是由工作量证明机制向权益证明机制(PoS)转化。
权益证明,简称PoS。PoS的主要理念是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比。它在一定程度上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,但是依然是基于哈希运算,竞争获取记账权的方式,可监管性弱。
PoS优点:是PoW共识机制的比较有效的补充;在一定程度上缩短了共识达成时间;挖矿时电力耗费少。
PoS缺点:所有的确认都只是一个概率上的表达,确认不够精确,理论上有受攻击的可能。例如,2016年6月以太坊的明星项目DAO遭受黑客攻击,事件发生的根本原因在于一行早已被发现的代码漏洞。
我们再来对比一下PoW和PoS机制中节点作恶所需要的成本和代价。
PoS大节点作恶,他们投入的成本是他们必须有币,而如果币值下跌,预期挖矿收益比起他们的成本而言不值一提。换句话说,假定节点不差钱,POS大节点作恶的代价是很大的。
PoW大节点作恶,他们损失的成本是矿机和电费。算力竞争带来的是多劳多得的收益分配方式,也就是挖矿收益和成本原来是均衡的,同步的。那么PoW大节点作恶的成本其实就相当于他们一段时间内的挖矿收益,而这个相比于整个系统的价值而言是很小的。
换句话说,在PoW中大节点作恶的所需的成本和代价远小于PoS。
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