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[新股区块链]PoW, PoS, DPoS共识机制介绍,哪种好?



在昨天的故事中,2025年的贝勒爷可以在区块链游戏中工作,并获得实际报酬。在区块链时代,只要劳动就能产生价值,不再会被局限于特定的生产环境中,“现实”与“虚拟”、线上与线下,不再是泾渭分明的不同空间。

在那个虚拟世界,陌生人之间工作关系的建立、工作进度的推进以及工作内容的完成,都离不开通过一定的方式达成一致性意见,这个方式就是“共识机制”。

为了适应2025年区块链大面积落地应用的需求,贝勒爷设想了两个高效的共识机制:PoC和PoP。做这样的设想,是因为如今在区块链领域流行的共识机制PoW,PoS,DPoS总的来说效率还比较低,还不能满足2025区块链“统治”世界的设定。

那么,如今的PoW, PoS, DPoS具体是怎么回事呢?今天我们就展开来讲一讲。

1为什么需要共识? 共识,指一个社会不同阶层、不同利益的人根据一定的治理结构和议事规则,所寻求的共同认识、价值、理想。在区块链里,“共识”的意思是参与者就某一区块链状态达成共同的认识。区块链共识机制是去中心化的保障。比如,银行和支付宝是中心化的,对于价值的分配,组织的治理等,都需要由这个中心自身来制定规则。对于非规则制定者而言,只能选择参与或不参与到这个规则下来。中心化的传统模式,价值的流通完全取决于中心自身,风险大,损耗高。

而对于区块链,它的一个基本特征,是去中心化的点对点对等网络,即网络上的各节点地位同等,没有哪一方处于支配地位。所以,任何计划、决定、意见的生成、改变、撤销,都需要由所有节点通过某种机制来共同达成。这就是区块链的共识。达成这些共识所需要运用的工具与方法,就是共识机制。

很明显,去中心化的区块链网络,相比中心化的互联网,是一个损耗更低,效率更高的世界。

在当下的区块链世界,最流行的共识机制有三种:PoW、PoS、 DPoS.

2PoW多劳多得,效率一般 PoW:Proof of Work,工作量证明,是指通过一定的工作量来证明你在区块链网络上众多节点中有记账权利。什么工作呢?拿比特币来说,就是挖矿,即通过计算机运行某个开源程序,解一道数学题。谁先解出这道数学题,谁就有权利生成一个数据区块(并得到比特币作为奖励),即记账。然后将这个数据区块全网广播,让其他节点复制。PoW是一个多劳多得的模式。但我们知道,一个人的劳动成果跟个人能力有关,有的人可以一个小时解出20道数学题,有的人只能解出10道。对于计算机而言也是一样的,运算能力越高的计算机,挖矿成功的概率越大。

为了获得更多的比特币,一些人花费巨大的成本制造算力高(同时能耗也高)的计算机。那么,这就仍然会导致一个“谁有钱谁有话语权”的局面,即现在的算力垄断。据了解,由于中国人对于挖矿的热情,现在全世界超过40%的比特币算力集中在中国。

 优点

完全去中心化

节点自由进出,算法简单,容易实现

破坏系统花费的成本巨大:要攻击系统的话,需要攻克全网超过51%的节点,而PoW要求的计算时间是巨大的,更不用说难度了

缺点

能源耗费巨大

处理效率低:比如对于比特币而言,每秒只能处理7笔交易

容易产生垄断:现在的BTC.COM、蚂蚁和微比特,一共控制了超过51%的算力,如果他们联合起来,或者被黑客控制,那么就可能会发生51%攻击

3PoS谁有钱谁是老大,老大会垄断 Proof of Stake,权益证明。人们对于PoW越来越中心化的算力分布感到害怕,于是POS诞生了。简化来说,PoS就是谁持币的数量多(实际上还有一个时间加权),谁就有更大的机率获得记账权。POS是通过持币而产生利息,对于验证人/节点进行奖励。先引入一个概念:币天。币天=持币数量×持有天数

当你获得利息后,币天被清零。比如,你有100个币,持有了30天,那么,你的币天=100×30=3000。这时,如果你发现一个PoS区块,你的币龄就被清零。PoS就像到银行存钱,银行根据你存钱的多少和存钱的时间,给你算利息。

总的来说就是:持币有利息;持币越多收入越多;收入越多越有机会获得记账权利。

优点

缩短了共识达成的时间,效率高

节省能耗,因为不需要大量算力来解题

缺点

拥有权益的参与者因为可以持币获得利息,所以卖币意愿不强烈,容易产生垄断

所有的确认都只是概率上的表达,存在其他攻击的可能性

挖矿成本低,硬分叉十分容易

4DPoS 人民代表,全民代币Delegated Proof of Stake,授权股权证明机制。DPoS由BitShares社区先提出,就是在POS的基础上再加一个限定条件——选举:每一个持币者都可以进行投票,由此产生一定数量的代表,按照既定时间表,轮流产生区块。如果代表没能很好的行使权力(比如产生区块),他们会被除名,网络会选出新的超级节点来取代他们。由于持币者可以通过投票更换这些代表,以维系链上系统的“长久纯洁性”。

 优点

大幅缩减了参与验证和记账节点的数量,提高了效率,可以达到秒级的共识验证

最大化持币人的盈利

最小化维护网络安全的费用

缺点

弱中心化,违背了去中心化的初衷

整个共识机制然依赖代币

5未来属于DPoS 对比这三种最常用的共识算法,不难发现它们各有利弊,它们的诞生都围绕着一个核心——如何更加公平、公正、透明、轻量(不过多消耗资源)、高效(更快)地达成共识,挑选出记账的人(节点)。而就现阶段而言,DPoS更符合区块链技术发展的需求。DPoS将以一种健壮、安全的、一致的共识算法维系区块链系统的“信任体系”,这也是贝尔链选择DPoS的原因。

值得注意的是,一般的DPoS,在处理恶意节点的时候,仅对恶意节点进行惩罚,并不会对已经写入的恶意区块进行处置,但贝尔链在资产处理上需要更加严格。

因此,贝尔链在DPoS共识算法的基础上进行了改进,由此便有了Self-Healing DPoS,即增加了DPoS算法的自愈性,确保在出现恶意区块后,能够统一自动丢弃已被标记为癌症(Cancer)的区块,保障整个公链生态的安全。

在贝尔链踏出这一具有探索意义的重要一步后,我们有理由相信,未来的区块链世界,会有更安全、更公平、更公正、更透明、更轻量、更高效的共识机制出现。

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