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常见的共识机制有哪些?

imtoken百科 2023-12-13 05:09:18

随着数字货币价格的逐步上涨,竞争越来越激烈,挖矿也越来越专业。 如果你想更详细地了解数字货币挖矿,你需要了解各种数字货币的共识机制。 毕竟目前市场上的共识机制很多,不同数字货币使用的共识机制并不都是统一的。 那么,常见的共识机制有哪些呢? 下面小编就为大家详细说说常见的共识机制有哪些? 供投资者参考。

常见的共识机制有哪些?

1. 工作量证明机制(POW,Proof Of Work)

比特币在区块生成过程中使用 POW 机制。 满足要求的区块哈希由N个前导零组成,零的个数取决于网络的难度值。 得到合理的区块哈希需要大量的试算,计算时间取决于机器的哈希速度。 当一个节点提供了一个合理的区块哈希值时,就意味着该节点确实经过了很多次计算尝试。 当然,不能得到计算次数的绝对值,因为找到一个合理的区块哈希值是一个概率事件。 当一个节点拥有全网 n% 的算力时,该节点有 n/100 的概率找到区块哈希。

1.优点:

1)算法简单,易于实现;

2)节点无需交换额外信息即可达成共识;

3)破坏系统需要付出巨大的代价;

4)完全去中心化,节点自由进出;

2、缺点:

1)能源浪费;

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2)共识周期长,区块确认时间难以缩短;

3)新的区块链必须找到不同的哈希算法,否则将面临比特币的算力攻击;

4)容易分叉,需要等待多次确认;

5)比特币吸引了全球大部分的算力,其他使用POW机制的区块链应用很难获得同等算力来保证自身安全;

6)由于比特币对算力的要求越来越高,算力集中在几个大型矿池,容易受到“51%算力攻击”;

全球比特币算力越来越集中于几个大型矿池,详见下图:

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2.权益证明机制(POS,Proof Of Stake)

类似于财产存放在银行,这种模式会根据你持有数字货币的数量和时间,为你分配相应的利息。

简单来说,它是一个根据你持有货币的数量和时间给你利息的系统。 在权益证明POS模式中,有一个词叫币龄,每个币每天产生1个币龄。 比如你持有了100个币,一共持有了30天。 那么,此时你的币龄为3000。 这时候如果找到一个POS块比特币采用共识机制,你的币龄就会被清零,每清空365个币龄,你就会从区块中获得0.05个币的利息(假设利息可以理解为年利息rate of 5%),那么在这种情况下,利息=3000*5%/365=0.41货币,这个很有意思,持有货币就有利息。

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它将POW中的算力转化为系统权益。 权益越大,成为下一个记账人的概率就越大。

1.优点:

1)一定程度上缩短了达成共识的时间;

2)不再需要像POW机制那样消耗大量的能量去挖矿;

2、缺点:

1)没有专业化,有权益的参与者未必想参与记账;

2)容易产生分叉,需要等待多次确认;

3)容易陷入“富者愈富,穷者愈穷”的恶性循环,最终成为富人的游戏

4) 容易受到恶意的非营利性攻击;

Casper(投注共识)是以太坊的下一代共识机制,属于PoS。 Casper 的共识是通过区块而不是像 PoS 那样通过链来达成的。 Casper 与传统 PoS 的不同之处在于,Casper 具有惩罚机制,使得非法节点通过对网络的恶意攻击不仅得不到交易手续费,而且还面临保证金被没收的风险。 有人将Casper这样的挖矿机制称为“虚拟挖矿”。 比特币矿工需要购买矿机参与挖矿,Casper必须先将Ether抵押到系统中; 如果比特币矿工不遵守规则进行挖矿,但是在Casper中,不遵守规则的惩罚更为严重。 除了失去挖矿收益外,“矿机”也必须被销毁:抵押的以太坊将被系统没收!

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3.委托权益证明(DPOS:Delegated Proof of Stake)

共享授权证书机制(也称为受托人机制),DPoS在PoS的基础上将簿记员的角色专业化。 它的原理是让所有持有比特股的人投票,产生101个代表,我们可以理解为101个超级节点或者矿池,这101个超级节点之间的权利是完全平等的。 从某种角度看,DPOS有点像议会制或人民代表大会制。 如果代表未能履行职责(轮到他们时未能出块),他们将被除名,网络将选出新的超级节点来取代他们。

1.优点:

大幅减少参与验证和记账节点数量,可实现秒级共识验证

2、缺点:

整个共识机制还是依赖token,很多商业应用不需要token的存在

4.瑞波币共识

这是Ripple特有的共识算法,可以让一组节点基于一个特殊的节点列表达成共识。 初始特殊节点列表就像一个俱乐部比特币采用共识机制,必须有 51% 的俱乐部成员投票才能接纳新成员。 共识遵循这些核心成员51%的权力,外人没有影响力。 由于俱乐部一开始是“集中的”,它将保持“集中的”状态,如果它开始腐烂,股东们也无能为力。

1.优点:

容易达成共识

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2、缺点:

是中心化的,所以共识机制意义不大

五、PBFT机制

PBFT是一种状态机副本复制算法,即将服务建模为状态机,状态机在分布式系统的不同节点上进行副本复制。 状态机的每一个副本保存了服务的状态,同时也实现了服务的操作。 所有副本的集合用大写字母R表示,用0到|R|-1的整数表示每个副本。 为了描述方便,假设|R|=3f+1,其中f是可能失败的最大副本数。 虽然可能有超过 3f+1 个副本,但额外的副本除了性能之外不会提高可靠性。

记账人通过权益选择,然后记账人通过拜占庭容错算法达成共识。

1.优点:

1)专业簿记员;

2)可以容忍任何类型的错误;

3)记账由多人完成,每个区块具有最终性,不会分叉;

4)算法的可靠性有严格的数学证明;

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2、缺点:

1)当1/3以上记账员停止工作时,系统将无法提供服务;

2)当1/3以上记账人联手作恶,其他所有记账人分成两个网络孤岛时,恶意记账人可以导致系统分叉,但会留下密码学证据;

综上所述,PBFT机制的核心点在于最大程度保证系统的最终性,从而使区块链能够应用于真实的金融应用场景。

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6.矿池验证池

Pool验证池,基于传统的分布式一致性技术和数据验证机制; 是目前私有链广泛使用的一种共识机制。

1.优点:

无需代币即可工作,基于成熟的分布式共识算法(Pasox、Raft)实现秒级共识验证;

2、缺点:

去中心化程度不如比特币; 更适合多方参与的多中心商业模式。

以上就是共同共识机制相关内容的介绍。 事实上,在上面介绍的几种共识机制中,POW是应用最为广泛的,也是经过验证的最可靠的共识机制。 比特币采用了这种机制。 大多数其他令牌也使用此方法。 以太坊本来打算用POS的方式,但是因为觉得不靠谱,后来改用POW+POS的模式,但是请注意只有1%是POS机制。