共識演算法 POW POS

2021-10-07 16:03:01 字數 1528 閱讀 1219

pow/pos

在區塊鏈系統中,共識演算法是區塊鏈保持資料安全、不可篡改、透明性等特色的關鍵技術。共識機制是區塊鏈的靈魂,是區塊鏈建立信任的基礎。

乙個區塊鏈專案選擇使用何種共識機制,決定了這個專案是否能建立起完善的激勵機制,從而起到鼓勵更多節點參與到專案中,進而增加系統的去中心化程度。

工作量證明機制(pow)

pow共識機制由算力決定記賬權,按照持有的算力佔總算力的百分比來決定獲得該次記賬權的概率。節點需要不斷消耗算力工作,進行雜湊計算,以找到期望的隨機數。驗證節點被稱為「礦工」,隨機數查詢過程稱為「挖礦」。「挖礦」有三個重要功能:發行新的貨幣、維護系統的支付功能、通過算力保障系統安全。

權益證明(pos)

pos共識機制由持幣數以及持有的時間來決定記賬權。持有幣數及持有的時間佔系統總量的百分比,決定獲得該次記賬權的概率。

混合證明機制

採用工作量證明機制pow發行新幣,採用權益證明機制pos維護網路安全。較典型的就是以太坊採用pow+pos混合共識機制。

各共識機制優缺點對比

工作量證明pow共識機制

pow共識機制的優點:

演算法簡單,節點可自由進入,去中心化程度高;

破解系統需要掌握至少51%的算力,需投入極大的成本,安全性極高;

區塊生產者的選擇通過節點求解雜湊函式實現,整個過程不需要人性的參與。

pow共識機制的缺點:

為了保證去中心化,區塊的確認時間難以縮短;

擴充套件性弱,tps低;

隨著確認次數的增加,達成共識的可能性也呈指數級增長。

為了確保交易的安全,一筆交易要在6個新的區塊產生後才能在全網得到確認,也就是乙個交易的確認延遲時間大概是1小時。這無法滿足現實世界中對交易實時性要求很高的應用場景。

另一方面pow共識演算法帶來了硬體裝置及能源的大量浪費。隨著位元幣價值的增長,位元幣算力競賽經歷了挖礦,gpu挖礦,fpga挖礦發展到裝滿asic專用晶元礦機的巨大廠房挖礦的階段。

到今天為止,位元幣全網算力從創世區塊的約7mh/s增至如今約49.63eh/s,位元幣的算例已經增加了7萬億倍。

目前使用工作量證明機制pow的代表:位元幣、位元幣現金、比原鏈等。

權益證明pos共識機制

pos共識機制的優點:

不需要耗費能源和硬體裝置;

縮短了區塊的產生時間和確認時間,提高了系統效率。

pos共識機制的缺點:

實現規則複雜,參雜了很多人為因素,容易產生安全漏洞;

與pow共識機制一樣,隨著確認次數的增加,達成共識的可能性也呈指數級增長。

pos共識機制的致命弱點在於幣齡依賴問題,攻擊者在積累長時間幣齡後,挖礦的難度大大降低,容易對系統發起雙花攻擊。

目前使用工作量證明機制pos的代表:未來幣。

一文讀懂主流共識機制 PoW PoS和DPoS

目錄 一文讀懂主流共識機制 pow pos和dpos 01 pow proof of work 工作量證明機制 02 pos proof of stake 權益證明機制 03 dpos delegate proof of work 委託權益證明機制 04 結束語 pow pos和dpos可以說是最廣...

共識演算法(POW,POS,DPOS,PBFT)

位元幣在block的生成過程中使用了pow機制,乙個符合要求的block hash由n個前導零構成,零的個數取決於網路的難度值。要得到合理的block hash需要經過大量嘗試計算,計算時間取決於機器的雜湊運算速度。當某個節點提供出乙個合理的block hash值,說明該節點確實經過了大量的嘗試計算...

4 2 共識演算法

共識 consensus 在很多時候會與一致性 consistency 術語放在一起討論。嚴謹地講,兩者的含義並不完全相同。一致性往往指分布式系統中多個副本對外呈現的資料的狀態。如前面提到的順序一致性 線性一致性,描述了多個節點對資料狀 態的維護能力。而共識則描述了分布式系統中多個節點之間,彼此對某...