区块链的共识算法

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区块链是分布式记账本，由众多的网络节点记录数据，每个节点都在记账、同步，如何保证所有节点的数据内容一致？就需要有共识算法。

共识算法是控制区块链运营的代码，设定了所有参与方在交易过程中的规则，共识算法创建网络结构，以及允许一组独立系统基于同一版本形成共识。共识算法是区块链的基础。

共识算法包括工作量证明PoW（Proof of Work）， 权益证明PoS（Proof of Stake），委托权益证明DPoS（Delegated Proof of Stake），权威证明PoA（Proof of Authority），使用时间证明PoET（Proof of Elapsed Time），容量证明PoC（Proof of Capacity），空间证明PoSpace（Proof of Space），烧毁证明PoBurn（Proof of Burn）。

本文主要介绍PoW，PoS和DPoS。

工作量证明PoW

工作量证明PoW（Proof of Work）是中本聪建议，并被公有链广泛接受的一种共识机制，比特币、以太坊、莱特币等都使用PoW作为共识算法。PoW是确认某些节点工作的证明，区块链的记账需要大量的计算能力，需要很多具有计算能力的节点提供大量的算力，需要给提供算力的节点提供奖励以激励节点提供算力，这样提供算力的节点的工作，以区块链币的形式提供给算力提供方，这个过程就是挖矿，而算力节点是矿工。

区块链的工作量证明PoW，采取竞争机制获得区块链币。

原理如图。【在众多的区块链网络中，矿工刚刚挖出B10，其他矿工都在竞争工作，以获得B11】

PoW的优点：

1、工作稳定，比特币从2009年测试至今，工作正常；

2、安全，一旦记录便不再改变；

3、可信。

PoW的缺点：

1、速度慢；

2、交易涉及用户多；

3、消耗大量的计算资源。

权益证明PoS

PoS是根据目前拥有货币数量和时间

{!-- PGC_COLUMN --}进行利息分配的规则，挖矿收益类似于货币的利息。

这种共识机制，在确认交易时，不需要付出代价，仅根据拥有货币量决定，而如果一旦某个节点在工作中损害了系统的安全性，这个节点会受到惩罚而贬值，以此保证信息的真实性。

PoS的典型代表是以太坊【刚刚以太坊不是PoW吗，怎么以太坊又是PoS?】PoS是以太坊的一个计划，以太坊发展分4个阶段，前三个阶段，使用PoW，第四个阶段过渡到PoS。

原理如图【根据节点已有的货币数量分配新币的收益】

优点：

1、因为不需要通过计算来确保交易安全，效率高，节约能源。

2、攻击PoS的成本高，需要购买大量币才能攻击网络。

3、可以快速实现交易规模化。

缺点:

1、 不能激励工作，获得收益来自于拥有货币以及拥有货币的时间。

2、富有的节点的投票权重高，去中心化的区块链，可能因为投票权重高又实现中心化。

代理权益证明

权益证明的共识算法，所有的节点都可以通过挖矿获得收益。但是代理权益证明的节点，只有有权限的节点能够证明共识。这样的节点是代理，代理是通过节点投票获得的。

原理如图

典型的DPoS区块链是EOS。

优点：

1、节约能源；

2、决策速度快。

缺点：

不是分布式系统，是中心管理系统。