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星际知识点|浅谈共识机制

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区块链系统本质上是一个所有人共同记账并维护的大系统,那么身处世界各地的人,如何实现共同记账并维护呢,这就必须依靠今天我们要提到的共识机制。

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区块链系统本质上是一个所有人共同记账并维护的大系统,那么身处世界各地的人,如何实现共同记账并维护呢,这就必须依靠今天我们要提到的共识机制。

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。简单说就是在没有中心控制的情况下,在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性等达成共识。在区块链上,共识机制就像一个国家的法律,维系着区块链世界的正常运转。

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目前,区块链共识机制主要有:PoW、PoS、DPoS、PoC、PoRep和PoSt等。


PoW

PoW(Proof-of-Work),即工作量证明机制。这个证明过程,是依赖计算机进行数学运算并找到正确的哈希值。可以简单理解为:大家都在解答同一个题目,谁先算出来,谁就负责记账,并得到相应奖励,这个奖励就是网络产生的数字货币。有奖励矿工才会有动力,奖励分配公平才能让矿工有持续的动力。整体而言,就是付出就有收获,付出越大收获也会越大。


PoS

PoS(Proof-of-Stake) ,即权益证明机制。它的原理类似于现实世界中的股票分红制度,持有股权相对较多的人能够获得更多的分红。获得股权越多,获得记账权的概率就越大。POS共识机制的记账权是由币龄决定的(币龄=币量x持有天数)。当你得到激励后,持有天数会清零,币龄也会跟着清零,周而复始,避免了富人更富的局面。


DPoS

DPoS (Delegated-Proof-Stake) ,即委托权益证明机制。DPoS的运行机制就像议会制度,每个持币人都是选民,每个人用自己手里的选票选出合理的议员,并且每个议员的权利都是相等的,只要某个议员表现得不够好,他马上就会被选民踢出去,后备代表随时顶上去。


PoC

PoC(Proof-of-Capacity) ,即容量证明机制。PoC模式下,区块链网络就像是考试官,考试官平均每5分钟出一道题目,而矿工就像是学生,每个学生的手上都有一份答案库,答案库的大小取决于你参与挖矿的硬盘大小,所有学生在自己的答案库里面搜索正确答案。基本上,学生提交答案的命中率,取决于答案库的大小。换句话说,就是你参与挖矿的硬盘容量越大,你得到激励的概率也就越高。


PoRep和PoSt

PoRep(Proof-of-Replication),即复制证明机制。PoSt(Proof-of-Spacetime),即时空证明机制。PoRep和PoSt是由Filecoin项目的官方协议实验室研发的共识机制,目前主要应用在去中心化存储Filecoin区块链网络中,目的是为了运用新的区块链技术改造存储市场的特定问题。

证明数据的一个单独的复制已经在一个特定的扇区内创建成功。复制证明(PoReP)由封印(Seal)操作完成,封印操作创建一份数据的拷贝,并产生相应的复制证明(PoReP)。这种新型的存储证明方案,它能够让存储矿工说服用户和其他矿工,表明数据已经被复制到了它的矿机上。时空证明可以理解为持续的复制证明,即矿工必须不断的生成证明,并在一个提交周期内提交存储证明,如果存储服务商没有在提交周期内连续及时提交证明,会被系统扣除部分质押币。

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总结

在区块链网络中,由于应用场景的不同,所设计的目标各异,不同的区块链系统采用了不同的共识算法。一般来说,在私有链和联盟链情况下,对一致性、正确性有很强的要求。而在公有链情况下,对一致性和正确性通常没法做到百分之百,通常采用最终一致性的共识算法。


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编辑:星际视界IPFSNEWS ERIC


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