AITD小课堂第五课:一文看懂区块链共识机制的进阶之路

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多重共识机制的演化之路

POW:2008年,随比特币一同诞生的POW挖矿机制颠覆了传统货币的分发体系。在POW挖矿中,矿工的“工作量”越大,就越有机会解锁区块,生产比特币。POW的诞生开创了去中心化加密货币的先河,数字货币也开始在金融市场上展露头角。但随着区块链技术的不断进步和发展,越来越多的人参与到比特币的投资和使用当中,POW机制的弊端也开始逐渐显露出来。

首先,POW共识机制要求矿工在挖矿过程中使用矿机不断运行计算,整个过程会损耗大量的电力和矿机使用成本,造成资源浪费,就像上一课中的提到的,多买彩票虽然能使中奖几率上升,可是很伤钱;其次,POW共识机制要求所有节点对链上每一笔生产、交易、转账的过程进行记录,导致链上交易的确认时间非常缓慢。基于这两种弊端,行业开始在POW共识机制的基础上不断做出升级。

挖矿

POS:距离POW最近的共识机制是POS,即权益证明。与工作量证明不同,POS机制不需要用户进行大量的运算来解锁区块,而是按照”币龄“来分配区块。所谓的”币龄“,是指用户持有币数和时间的乘积。用户每获得一定量的币龄,就可以开辟新区块,持有者的币龄越大,发现新区块的几率就越大。

POS共识机制遵循的是“持币生息”原理,与现在的基金定投有着异曲同工之妙,它规避了矿工挖矿过程中所产生的资源浪费问题,让数字货币的产生过程更加简单。但POS同样存在弊端,“币龄”越大的用户,将有更大的几率解锁区块并获得奖励,而手上没有币的用户却很难解锁区块。长此以往,就会造成“穷者越穷,富者越富”的现象,这与数字货币的去中心化理念是背道而驰的。

DPOS:继POS之后,很快又诞生了DPOS,即股份授权证明机制。这种机制在前两者的基础上提出了一个新的概念,“见证人”。见证人由链上各节点投票产生,任务是在规定时间内产生新的区块,并为自己的工作收取一定报酬,eos就是基于DPOS的典型项目。这种规则类似美国议会,人人都有选举权,议会成员代替公民行使权力。

挖矿

DPOS的诞生让链上的交易确认速度得到了进一步提升,区块产生过程中的资源能耗问题也得到了解决。但同时,这种机制也把数字货币的生产过程由去中心化变成了弱中心化与半中心化,见证人不作为等问题也严重影响了系统的运行。

POC:除以上三种之外,还有一种更加方便节能的共识机制,POC。POC被称为容量证明,其本质上也是“贡献力算法”的一种,只是它用硬盘容量替代了PoW机制中的矿机算力。在POC算法中,用户的矿机硬盘中容量越大,就越有机会获得区块奖励,同时,这些硬盘的容量还可以被二次利用。相较于前三者而言,POC机制拥有门槛低、资源可利用、更具分布式特性等优点。

挖矿

区块链行业中的明星项目IPFS使用的就是POC挖矿机制,只是至今没能正式落地。POC机制虽有着诸多优势,其普及程度却并不乐观,一方面是由于区块链技术正处于发展阶段,技术实现难度较大,另一方面,POC挖矿的普及与比特币挖矿都需要大量矿工的加入才能让系统安全的运行,因此还需要一定的用户积累。

总的来说,共识机制正朝着更方便、更节能、更多元的方向演化。自今年以来,区块链行业成为社会重点关注对象,多重项目并发的现状之下,还将会有更多新的共识诞生。

下期预告:区块链公链是什么?

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