一篇文章了解区块链共识机制

区块链技术始于 2009 年，当时比特币区块链以笔名 Satoshi Nakamoto 推出。最初是一项实验，现在已成为一项全球运动。由于这种增长，现在需要专用硬件来使用称为工作量证明的共识机制来挖掘比特币。

过去，可以在您自己的计算机上进行挖矿。先是电脑处理器够用比特币开发年限，然后就得升级显卡了。今天比特币开发年限，只有当你是一个专业的农场并拥有便宜的电费时，挖矿才会有回报。

就比特币而言，通过工作量证明进行挖矿需要大量电力。这是因为专门的采矿设备会消耗计算能力来解决算法问题。这个算法叫做Sha-256，如果解决成功，就会支付所谓的区块奖励——而这个奖励就是比特币。

许多区块链现在正在远离工作量证明，并且由于高能耗而不再是首选的共识机制。随着即将到来的“合并”更新，以太坊将不再依赖工作量证明。然后将通过不同的方法达成共识，即所谓的股权证明。

但究竟什么是共识机制，为什么需要呢？让我们仔细看看区块链是如何工作的。

区块链的工作原理

共识一词的意思是“一致的”。更具体地说，它是指人们对某个问题的一致意见。它代表了每个区块链的核心元素。在区块链中，交易由所谓的验证器存储在块中。然后就形成了一条无限延伸的链条。因此得名“区块链”。区块链是由全球独立计算机社区维护的公共分布式数据库。

这个独立的社区形成了一个由节点和验证者管理的点对点网络。他们确认区块链的状态。为了保证数据库不被篡改，大多数参与者必须识别区块链的相同状态：寻找共识。因此，共识机制是参与者之间就区块链状态达成一致的算法。这些机制用于确保所有参与者都拥有相同的数据库副本。在这种情况下，只有当大多数人同意相同的操纵状态时，网络才能被推翻，称为 51% 攻击。这是一个危险，特别是对于工作量证明较小的区块链，因为您可以在某些网站上租用计算能力。部分由于高能耗和 51% 攻击，近年来已经开发了其他共识方法。有些人比其他人更成功。到目前为止，还没有完美的共识程序。

最著名的共识程序，工作量证明

工作量证明 (POW) 是最古老的共识方法。这是通过计算能力达成共识的地方。参与者面临一个复杂的算术问题，他们必须使用硬件来解决。他们因使用资源（硬件和能源）而获得奖励。目前有远离 PoW 的趋势，主要是由于高能耗。众所周知，基于POW的区块链有以太坊、比特币和门罗币。

股权证明

POS 可能是继 POW 之后最流行的共识机制。它代表“Proof-of-Stake”，因为对此处提供的资产和所述术语达成共识。为了应对比特币的高能耗，权益证明于 2012 年推出。由于 POS 没有挖矿，因此无法利用网络的计算能力。攻击者必须获得超过一半的流通硬币才能做到这一点。众所周知的权益证明区块链示例是 Solana 和 Avalanche。

委托权益证明

DPOS 是权益证明的一个众所周知的改进。在这里，代表是民主选举产生的，他们负责网络中的某些任务。任务包括验证区块和确认区块链的状态。选民的投票权通常根据代币数量加权。 Cardano、EOS、Tron 和 Cosmos 等区块链都使用 DPOS。

未知的共识机制

人员证明是一种鲜为人知的共识机制。在这里，网络参与者证明他们是真实的人，因此被授权参与网络活动。该证据可以由某些任务甚至生物特征数据提供。这对于去中心化特别有益，因为每个人在网络中只能代表一次。基于某种 POP 形式的区块链包括 Idena 和 Humanode。

权威证明

权威证明用于选择受信任的参与者，然后允许他们执行某些任务。选择通常取决于参与者的声誉。参与者在被视为区块链的验证者之前要经过一个申请流程。这个过程通常基于申请人的真实身份。这保证了POA网络的高可靠性，但也存在安全隐患。区块链最著名的权威证明示例是 BNB 链，以前称为币安智能链。

工作量证明与权益证明：哪个是最好的？

虽然工作量证明被认为是最安全的共识算法，但许多区块链现在更喜欢权益证明算法。这主要与环境因素有关，但区块链的可扩展性也起着重要作用。比特币网络作为数字黄金，可以通过低交易量并将安全放在首位，但情况与以太坊等网络不同，后者从根本上依赖快速和廉价的交易。

因此，对于这些区块链来说，股权证明是一种更具吸引力的共识方法。但这里也有一些弱点。主要的批评是它使“富人更富有”，通常会创建中心化网络。例如，以太坊网络验证器需要 32 ETH（约 87,000 美元）才能获得批准。这为新老投资者设置了巨大的进入壁垒，而拥有必要资本的投资者可以轻松获得所持股票的回报，从而扩大了大小投资者之间的差距。

区块链三难困境适用于共识程序的选择。这说明区块链无法同时满足所需的去中心化、可扩展性和安全性，因为一个因素只能以牺牲另一个因素为代价来实现。一般来说，可扩展的区块链不是很去中心化，安全的区块链速度很慢。