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區(qū)塊鏈技術(shù)始于2009年，當(dāng)時化名中本聰(Satoshi Nakamoto)推出了比特幣區(qū)塊鏈。一開始只是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為一場全球性的運(yùn)動。由于這種增長，專門制造的硬件現(xiàn)在需要使用稱為工作量證明的共識機(jī)制來挖掘比特幣。
在過去，可以在自己的計算機(jī)上進(jìn)行挖掘。首先，計算機(jī)處理器足夠了，然后不得不升級到顯卡。如今，只有當(dāng)你是一個擁有廉價電力的專業(yè)農(nóng)場時，采礦業(yè)才有回報。
就比特幣而言，通過工作量證明進(jìn)行挖掘需要大量電力。這是因?yàn)閷ｉT的采礦設(shè)備需要消耗計算能力來解決算法。這種算法被稱為Sha-256，如果解決方案成功，就會支付所謂的區(qū)塊獎勵——這個獎勵就是比特幣。
由于高能耗，許多區(qū)塊鏈現(xiàn)在正逐漸遠(yuǎn)離工作量證明機(jī)制，不再是首選的共識機(jī)制。隨著即將到來的“合并”更新，以太坊將不再依賴于工作量證明。然后將通過一種不同的方法達(dá)成共識，即所謂的權(quán)益證明。
但共識機(jī)制究竟是什么，為什么有必要這樣做?讓我們仔細(xì)看看區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾喂ぷ鞯摹?/p>
區(qū)塊鏈的工作原理
consensus這個詞的意思是“一致”。更具體地說，它指的是人們對一個問題的一致意見。它表示每個區(qū)塊鏈的中心元素。在區(qū)塊鏈中，事務(wù)被所謂的驗(yàn)證器存儲在塊中。然后形成一個無限延伸的鏈。因此命名為“區(qū)塊鏈”。區(qū)塊鏈?zhǔn)怯墒澜绺鞯鬲?dú)立的計算機(jī)社區(qū)維護(hù)的公共分布式數(shù)據(jù)庫。
這個獨(dú)立的社區(qū)形成了一個由節(jié)點(diǎn)和驗(yàn)證器管理的點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。它們確認(rèn)區(qū)塊鏈的狀態(tài)。為了保證數(shù)據(jù)庫不被篡改，大多數(shù)參與者必須識別區(qū)塊鏈的相同狀態(tài):找到共識。因此，共識機(jī)制是一種算法，它在參與者之間就區(qū)塊鏈的狀態(tài)達(dá)成一致。這些機(jī)制用于確保所有參與者都有一個相同的數(shù)據(jù)庫副本。在這種情況下，只有當(dāng)大多數(shù)人同意相同的操縱狀態(tài)時，網(wǎng)絡(luò)才能被推翻，稱為51%攻擊。這是一個危險，特別是對于工作量證明小的區(qū)塊鏈，因?yàn)槟憧梢栽谀承┚W(wǎng)站上租用計算能力。部分由于高能耗和51%攻擊，近年來開發(fā)了其他共識方法。有些人比其他人更成功。到目前為止，還不存在完美的協(xié)商一致程序。
最著名的協(xié)商一致程序，工作的證明
工作量證明(POW)是最古老的共識方法。這是通過計算能力達(dá)成共識的地方。參與者面臨一個復(fù)雜的算術(shù)問題，他們必須使用硬件來解決。他們會因?yàn)槭褂觅Y源(硬件和能源)而獲得獎勵。目前有一種脫離PoW的趨勢，主要是由于高能耗。眾所周知，基于POW的區(qū)塊鏈有以太坊、比特幣和Monero。
股份的證明
POS可能是繼POW之后最流行的共識機(jī)制。它代表“權(quán)益證明”，因?yàn)樵谶@里所提供的資產(chǎn)和規(guī)定的期限達(dá)成了共識。為了應(yīng)對比特幣的高能耗，權(quán)益證明于2012年推出。由于POS沒有挖掘，因此不可能利用網(wǎng)絡(luò)的計算能力。攻擊者必須獲得超過一半的流通硬幣才能做到這一點(diǎn)。權(quán)益證明區(qū)塊鏈的著名例子是Solana和Avalanche。
委托權(quán)益證明
DPOS是利害關(guān)系證明的一個著名改進(jìn)。在這里，代表是民主選舉產(chǎn)生的，他們負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的某些任務(wù)。任務(wù)包括驗(yàn)證塊和確認(rèn)區(qū)塊鏈的狀態(tài)。投票人的投票權(quán)通常根據(jù)代幣的數(shù)量進(jìn)行加權(quán)。像Cardano、EOS、Tron和Cosmos這樣的區(qū)塊鏈都利用了DPOS。
不為人知的共識機(jī)制
人員證明是一種不太為人所知的共識機(jī)制。在此，網(wǎng)絡(luò)參與者證明他們是真實(shí)的人，從而被授權(quán)參與網(wǎng)絡(luò)活動。這一證據(jù)可以通過某些任務(wù)甚至生物特征數(shù)據(jù)來提供。這對于去中心化尤其有利，因?yàn)槊總€人在網(wǎng)絡(luò)中只能代表一次。基于某種POP形式的區(qū)塊鏈包括Idena和Humanode。
權(quán)威的證明
授權(quán)證明用于選擇可信任的參與者，然后允許他們執(zhí)行某些任務(wù)。選擇通常取決于參與者的聲譽(yù)。參與者在被認(rèn)為是區(qū)塊鏈的驗(yàn)證者之前要經(jīng)歷一個應(yīng)用程序過程。這個過程通常是基于申請人的真實(shí)身份。這確保了POA網(wǎng)絡(luò)的高可靠性，但同時也涉及到安全風(fēng)險。區(qū)塊鏈最著名的權(quán)威證明例子是BNB Chain，原名幣安智能鏈。
工作量證明與權(quán)益證明:哪一個最好?
雖然工作量證明被認(rèn)為是最安全的共識算法，但許多區(qū)塊鏈現(xiàn)在更喜歡權(quán)益證明算法。這主要與環(huán)境因素有關(guān)，但區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性也發(fā)揮了重要作用。比特幣網(wǎng)絡(luò)，作為數(shù)字黃金，可以通過低交易量，并將安全性作為第一優(yōu)先考慮，但情況不同于以太坊等網(wǎng)絡(luò)，后者從根本上依賴于快速和廉價的交易。
因此，權(quán)益證明是這些區(qū)塊鏈更有吸引力的共識方法。但這里也有一些弱點(diǎn)。主要的批評是，它使“富人更富有”，通常創(chuàng)造集中化的網(wǎng)絡(luò)。例如，以太坊網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證器需要32個ETH(約87,000美元)才能獲得批準(zhǔn)。這為新投資者和小投資者的進(jìn)入創(chuàng)造了一個重大障礙，而擁有必要資本的投資者很容易獲得持股回報，拉大了小投資者和大投資者之間的差距。
區(qū)塊鏈三難困境適用于共識程序的選擇。這說明區(qū)塊鏈不能同時滿足預(yù)期的去中心化、可伸縮性和安全性，因?yàn)槠渲幸粋€因素只能以犧牲另一個因素為代價來實(shí)現(xiàn)。一般來說，可伸縮的區(qū)塊鏈不是很去中心化，安全的區(qū)塊鏈很慢。
標(biāo)題名稱：一文看懂區(qū)塊鏈共識機(jī)制
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