區塊鏈技術的共識機制
㈠ 區塊鏈的共識機制是什麼
如何讓去中心化網路達成共識?
在區塊鏈系統當中,沒有一個像銀行一樣的中心化記賬機構,保證每一筆交易在所有記賬節點上的一致性,即讓全網達成共識至關重要。共識機制解決的就是這個問題。
目前主要的共識機制有工作量證明機制PoW和權益證明機制PoS。
PoW通過評估你的工作量來決定你獲得記賬權的機率,工作量越大,就越有可能獲得此次記賬機會。
PoS通過評估你持有代幣的數量和時長來決定你獲得記賬權的機率。這就類似於股票的分紅制度,持有股權相對多的人能夠獲得更多的分紅。
DPOS與POS原理相似,只是選了一些「人大代表」。 與PoS的主要區別在於節點選舉若干代理人,由代理人驗證和記賬。
隨著技術的發展,未來可能還會誕生更先進的共識機制。
㈡ 金窩窩區塊鏈技術中 共識機制的類別有哪些
重慶金窩窩分析區塊鏈技術中的共識機制如下:
區塊鏈技術的核心是在沒有中心控制的情況下,在互相沒有信任基礎的個體之間就交易的合法性等達成共識的共識機制。
區塊鏈的共識機制目前主要有4類:PoW、PoS、DPoS、分布式一致性演算法。
㈢ 五分鍾了解共識機制
五分鍾了解共識機制
什麼是共識機制?
「共識機制是區塊鏈的靈魂。」這是業內經常能聽到的一句話,共識機制在區塊鏈中的地位可想而知。那麼到底什麼是共識機制呢?我們不妨從拜占庭將軍問題說起。
拜占庭位於如今的土耳其的伊斯坦布爾,是東羅馬帝國的首都。由於當時拜占庭羅馬帝國國土遼闊,為了防禦目的,每個軍隊都分隔很遠,將軍與將軍之間只能靠信差傳消息。在戰爭的時候,拜占庭軍隊內所有將軍和副官必須達成一致的共識,決定是否有贏的機會才去攻打敵人的陣營。但是,在軍隊內有可能存有叛徒和敵軍的間諜,左右將軍們的決定又擾亂整體軍隊的秩序。在進行共識時,結果並不代表大多數人的意見。這時候,在已知有成員謀反的情況下,其餘忠誠的將軍在不受叛徒的影響下如何達成一致的協議,拜占庭問題就此形成。
拜占庭將軍問題是一個協議問題,拜占庭帝國軍隊的將軍們必須全體一致的決定是否攻擊某一支敵軍。問題是這些將軍在地理上是分隔開來的,並且將軍中存在叛徒。叛徒可以任意行動以達到以下目標:欺騙某些將軍採取進攻行動;促成一個不是所有將軍都同意的決定,如當將軍們不希望進攻時促成進攻行動;或者迷惑某些將軍,使他們無法做出決定。如果叛徒達到了這些目的之一,則任何攻擊行動的結果都是註定要失敗的,只有完全達成一致的努力才能獲得勝利。
而這個問題該如何解決?中本聰的理念給出了一個比較好的答案:不能讓所有人都有資格發信息,而是給發信息設置了一個條件:「工作量」,將軍們同時做一道計算題,誰先算完,誰才能獲得給其他小國發信息的資格。而其他小國在收到信息後,必須採用加密技術進行簽字蓋戳,以確認身份。然後再繼續做題,做對題的再繼續發消息……對這種先後順序達成共識的演算法,就是共識機制。
共識機制的作用
區塊鏈作為一種按時間順序存儲數據的數據結構,可支持不同的共識機制。在區塊鏈上,每個人都會有一份記錄鏈上所有交易的賬本,鏈上產生一筆新的交易時,每個人接收到這個信息的時間是不一樣的,有些想要干壞事的人就有可能在這時發布一些錯誤的信息,這時就需要一個人把所有人接收到的信息進行驗證,最後公布最正確的信息。
共識機制是區塊鏈技術的重要組件。它就像一本法典,維系著區塊鏈世界的正常運轉,使得區塊鏈技術自帶改善世界的光芒,也是讓區塊鏈得以被全世界逐步接受和認可的最大幕後功臣,它讓互聯網、陌生人之間,在沒有第三方作為信用背書的情況下發生的一切交易變成可能,它賦予了機械的代碼以人性和溫度。
共識機制的類別
目前的共識機制主要有POW、POS、DPOS、PBFT、dBFT、Pool驗證池。
POW,就是人們熟悉的比特幣挖礦,通過計算出一個滿足規則的隨機數,即獲得本次記賬權,發出本輪需要記錄的數據,全網其它節點驗證後一起存儲。可實現完全去中心化,節點自由進出。乾的越多,收的越多。
POS,權益證明,POW的一種升級共識機制,根據每個節點所佔代幣的比例和時間,以此等比例的挖礦難度,從而加快找隨機數的速度。持有越多,獲得越多
DPOS,股份授權證明機制,類似於董事會投票,持幣者投出一定數量的節點,代理他們進行驗證和記賬。
PBFT ,Practical Byzantine Fault Tolerance,實用拜占庭容錯演算法,是一種狀態機副本復制演算法,即服務作為狀態機進行建模,狀態機在分布式系統的不同節點進行副本復制,每個狀態機的副本都保存了服務的狀態,同時也實現了服務的操作。
dBFT,delegated BFT 授權拜占庭容錯演算法,由權益來選出記賬人,然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識。
Pool驗證池,基於傳統的分布式一致性技術建立,並輔之以數據驗證機制,是目前區塊鏈中廣泛使用的一種共識機制。Pool驗證池不需要依賴代幣就可以工作,在成熟的分布式一致性演算法(Pasox、Raft)基礎之上,可以實現秒級共識驗證,更適合有多方參與的多中心商業模式。
現有共識機制存在問題
目前現有的共識機制都不算完美,在一些實際應用場景弊端很多。
A、計算能力浪費
在工作量證明機制POW中,猜數字最快的通常是電腦計算能力強的。超強的計算能級僅用來猜數字,實在是浪費。
B、權益向頂層集中
在權益證明機制POS中,token的余額越多的人獲得公示信息的概率越高,公示人會得到一定的token作為獎勵,如此持有token多的人會越來越多,少的人越來越少。
C、作惡成本低下
在靠算力與權益的的多少來獲得公示信息的權利的模式當中,當算力和權益向少數人集中之後,這些少數人如果想要做一些違反規則的事情是輕而易舉的;在PBFT中,由所有人投票,如果一個沒有任何token余額的人想要搗亂,那他幾乎是完全沒有利益損失。
D、對於真正的去中心化構成威脅
在工作量證明機制中,計算能力越強,獲得記錄權利的概率就越高。如果有人把很多人集中在一起來猜數字,把好多電腦的算力加在一起來用,那這些抱團的人就會更容易獲得公示信息的權利,發展到最後可能公示權就直接掌握在這些人手裡。
在權益證明機制POS中,權益越大的人獲得記錄權利的概率越高,而記錄的人就會有獎勵token ,這樣一來這些人就會越來越富有,貧富差距就會越來越大。持有token少的人幾乎都沒有話語權了。權利掌握在少數人手中,這有違區塊鏈去中心化理念。
㈣ 什麼是共識機制
共識機制,簡單說就是在一個時間段內對事物的前後順序達成共識的一種演算法。
在區塊鏈上,共識機制就像一個國家的法律,維系著區塊鏈世界的正常運轉。在區塊鏈上,每個人都會有一份記錄鏈上所有交易的賬本,鏈上產生一筆新的交易時,每個人接收到這個信息的時間是不一樣的,有些想要干壞事的人就有可能在這時發布一些錯誤的信息,這時就需要一個人把所有人接收到的信息進行驗證,最後公布最正確的信息。
目前,常用的共識機制有三種:
1、工作量證明機制(Proof of Work - PoW)是我們最熟知的一種共識機制。就如字面的解釋,PoW就是工作越多,收益越大。這里的工作就是猜數字,誰能最快的猜出這個唯一的數字,誰就能做信息公示人。
2、權益證明機制(Proof of Stake-PoS)也屬於一種共識證明,它類似股權憑證和投票系統,因此也叫「股權證明演算法」。由持有最多(token)的人來公示最終信息。
3、拜占庭共識演算法(Practical Byzantine Fault Tolerance- PBFT)也是一種常見的共識證明。它與之前兩種都不相同,PBFT以計算為基礎,也沒有代幣獎勵。由鏈上所有人參與投票,少於(N-1)/3個節點反對時就獲得公示信息的權利。
㈤ 區塊鏈共識機制之POS和DPOS
工作量證明演算法作為區塊鏈第一個也是目前經受住足夠實踐檢驗的一個共識機制,解決的是分布式系統交易信息一致性的問題,在一個去中心化的網路中構建了彼此不信任節點的信任機制,也是比特幣成功應用的關鍵技術環節。
經過幾年的實際運轉,這一演算法的弊端也顯露出來,比特幣網路每秒完成600萬億次SHA256運算,消耗了大量的電力資源,而最終這些計算沒有任何實際或科學價值。這些運算存在的唯一目的是用來解決工作量證明問題,另外一個現實的威脅便是算力集中,工作量證明本質上是利用窮舉法找出符合規定條件的哈希值的過程,算力越強,獲得記賬權(即挖到礦)的可能性便越高,一開始是最早利用顯卡挖礦的人,後來是利用FPGA礦機的人,再後來是利用ASIC專用晶元挖礦的人,現在就是不斷製造出更好的ASIC的人,另外還有「礦工」節點聯合起來組成礦池,如Ghash,Ghash 2014年曾經發表聲明,將在今後確保不超過40%的全網算力,這類自律聲明是對比特幣去信任機制的莫大諷刺。
比特幣自誕生以來,人們便開始嘗試其他除了工作量證明演算法之外的其他共識機制,如具有代表性的權益證明POS、委託權益證明DPOS、拜占庭容錯機制(BFT)及實用拜占庭容錯機制(PBFT)等,下面將主要介紹POS和DPOS,BFT和PBFT留待下一篇。
權益證明POS
POS是一類共識演算法,或者說是一類共識演算法的設計思想,而不是一個,最早採用POS的是Peercoin。Peercoin是2012年8月,一個化名Sunny King的極客推出的一類加密貨幣,採用工作量證明機制+權益證明機制,首次將權益證明機制引入了加密貨幣。Peercoin引入了「幣齡」的概念,每個幣每天產生1幣齡,比如你持有100個幣,總共持有了30天,那麼,此時你的幣齡就為3000。當一個新的區塊產生時,其他想獲得記賬權的節點同比特幣也需要計算哈希值,得出滿足條件哈希值的難易與難度值有關,這個難度值這里與幣齡成反比,即你的幣齡越大,得出符合條件的哈希值的概率就越大,同時你的幣齡被清空,記賬後系統會給予你相應「利息」,你每被清空365幣齡,獲得利息為:3000 * 利率 / 365,Peercoin的利率為1%,即0.08個幣。
可以看出,在POS機制下,持有幣越多,越容易獲得記賬權,接近於贏家通吃的感覺,但持有的幣越多,越接近於一個誠實的節點,因為破壞整個網路帶來的損失也越大。Peercoin的POS機制有一個漏洞,對於不持有幣的人而言,他們本來就沒什麼收益,所以一些惡意攻擊對於他們則是無損失的,這就是Nothing-at-stake attack(無利益攻擊)。後續的比較成功的POS都引入了對付這種攻擊的機制。
以太坊系統的目標是在今年引入權益證明,即Casper。在權益證明共識機制之下,用戶將能夠在以太坊網路擁有「幣權」。用戶如果誠實行事並確認了合法交易,將獲得與其股權成比的利息;如果惡意行事並試圖網路中作弊,就會失去其權益。
委託權益證明DPOS
委託權益證明DPOS是POS的變種,運用DPOS的典型如比特股等,其基本原理在於全網投票選出101個節點代行記賬許可權,這些代表節點的許可權完全一致。代表節點輪流記賬,可以選擇創造區塊或不創造區塊。但他們無法改變交易的詳情,惡意或者遲到的代表節點的行為也會被公之於眾,那麼網路可能將他們簡單快速地投票驅逐出去。被驅逐出去的代表節點將會失去他們記賬許可權,以及對應的收入。
DPOS作為是一種弱中心化的共識機制,保留了一些中心化系統的關鍵優勢,如交易速度等(每個塊的時間為10秒,一筆交易在得到6-10個確認後大概1分鍾,一個完整的101個塊的周期大概僅僅需要16分鍾),但每個持幣者都有能力決定哪些節點可以被信任,並且事實上,代表節點會主動降低自己的收入來贏得更多投票,剩下的收入會作為股息,支付給所有的比特股持有人。DPOS有點類似於代議制民主及股份公司董事會制度,都是一種精英制度,但其身份受制於下面的民眾,在DPOS中,幣的持有者至少有權決定代表節點—或者說礦工的身份。
㈥ 區塊鏈共識機制有哪些
1.pow( Proof of Work)工作量證明
一句話介紹:乾的越多,收的越多。
2.POS Proof of Stake,權益證明
一句話介紹:持有越多,獲得越多。
3.PBFT :Practical Byzantine Fault Tolerance,實用拜占庭容錯
介紹:在保證活性和安全性(liveness & safety)的前提下提供了(n-1)/3的容錯性。
4.dBFT: delegated BFT 授權拜占庭容錯演算法
介紹:小蟻採用的dBFT機制,是由權益來選出記賬人,然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識。
5.POOL驗證池
基於傳統的分布式一致性技術,加上數據驗證機制。
智鏈ChainNova是一家做區塊鏈的公司,感覺挺不錯的,雖然不懂什麼哈希演算法,但還是知道一點點。
㈦ 區塊鏈的靈魂的共識機制是什麼
區塊鏈,通俗地說,是一個去中心化的賬本。只是這個賬本與傳統賬本不同,不是由會計或少數幾個人來記賬,而是人人都可以參與記賬。而且,這個記賬需要一個大家都認可的規則,即「怎樣記賬才是有效」,而這個大家認可的規則就是區塊鏈的共識機制。
一大家人計劃去國外旅遊,通過商議後,選了泰國,那麼到泰國去旅遊就是你們家形成的共識。而商議的方式,是少數服從多數,而少數服從多數就是你們家確定旅遊目的地的共識機制。
同樣,PoW、PoS、DPoS,分別代表區塊鏈網路的三種主要記賬規則,它們的作用非常大,直接關繫到記賬權和相關收益的分配。不誇張地說,共識機制是區塊鏈的靈魂。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑,推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革,構建應用型、復合型人才培養體系。
㈧ 什麼是區塊鏈的共識機制
區塊鏈系統是需要在沒有三方權威機構支持之下進行,共識機制能更好的保證區塊鏈在各個分布場景下的一致性。
目前大致分為PoW(工作量證明),PoS(權益證明),DPoS(股份授權證明)等幾種演算法。哈哈,別問我怎麼知道,也是盈富財經學院的人告訴我的。
㈨ 區塊鏈技術中的共識機制是什麼
1.共識機制是什麼
在一個去中心化的結構體系中,由於各個參與方的地位是平等的,當出現分歧的時候,如何達成共識就成了問題。
所以,一個設計精妙、實際操作起來簡單的共識機制是一個分布式的體系能夠順利自運轉下去的關鍵所在。
簡而言之,共識機制就是在一個時間段內對事物的前後順序達成共識的一種演算法,是區塊鏈節點就區塊信息達成全網一致共識的機制。
㈩ 怎樣明白區塊鏈中的共識機制
所謂共識,簡單理解就是指大家都達成一致的意思。
在區塊鏈中,其實就是一個規則,每個節點都按照這個規則去確認各自的數據,最後維護整個網路的資料庫保持一致。
如果以生活中的例子來舉例的話,比如今天公司開個會議,但是由於老總不在,需要大家討論決定一個項目做與否。
在這么一個群龍無首的環境中?