一文看懂常见区块链共识机制

在去中心化的区块链系统中，没有中心化的记账机构，来保证每一笔交易在所有记账节点上的一致性，即让全网达成共识。那如何在区块链系统中保证记账信息的一致性，共识机制就是最佳解决方案。

在区块链系统中，由于点对点网络下存在较高的网络延迟性，使得各个节点所观察到交易事务的先后顺序出现一定差异；因此这类系统里需要一套机制，以在差不多时间内对发生事务的先后顺序达成共识。

通俗来说，共识机制在区块链网络内起到决定谁负责生成新区块以及维护区块链统一的作用。

那么目前主流公链都采用什么样的共识机制呢？这期和大家一起来了解三大常见共识机制：PoW工作量证明、PoS权益证明、DPoS委托权益证明。

PoW工作量证明通俗地来说，就是干的越多，收的越多。以太坊是采用工作量证明的经典例子。

PoW工作量证明依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。

PoW工作量常见优点包括有：1. 算法简单，容易实现；2.节点间无需交换额外的信息即可达成共识；3. 破坏系统需要投入极大的成本。

但任何共识机制不可能是完美的，有明显的优点，也会有无法避免的缺点。PoW工作量的缺点包括有：1. 数据冗余，所有数据都要在所有节点备份一遍；2.消耗能源，现在挖矿占到了全球0.13%的电力消耗；3. 信息网络延迟，每秒交易在几百笔以内，远远不能支撑大规模应用；

4. 算力垄断，具备大量算力的机构轻易实现掌握超51%算力，可轻易篡改数据。

了解了上述缺点，就会明白早期一款宠物养成游戏，为什么能让以太坊网络堵塞、交易遭到延迟的原因。因此，采用PoW工作量证明的以太坊等项目，或许不是支撑未来大规模商业应用的最佳选择。

DPOS委托权益证明，通俗地来说就是，全网持币用户投票选出节点，其中获得最多票数的节点当选为超级节点，参与轮流记账。EOS则在全球上选出了21个超级节点，所有用户可以投票决定这些节点，也可以投票废弃、更换这些节点。

这样做的好处是：1.不需要耗费能源和硬件；2.缩短了区块确认时间(超级节点可以负责)，提高了效率。3. 不需要挖矿，也不需要完全验证，只需要部分见证节点验证，简单、高效。

但是问题也很明显：1. 这已经不是去中心化，而是完全的中性化了；2. 节点选举过程存在巨大的人为操作空间。

由此看来，DPoS委托权益证明也不是最有效的解决方案。

PoS权益证明共识机制，通俗来说，就是持币数量决定投票权重和节点排名，持币数量越多，投票权重越高，越能获得竞选记账节点的资格。

为了解决上述能耗高、效率低、过去中心化等问题，TT链创新使用了PoS权益证明共识机制，性能高达4000TPS，完美解决了“不可能三角”问题，成为快速、安全、简易、价廉的新一代公链。

在原有的PoS权益证明共识机制基础上，TT链创新地作了了节点强制切换的设计，即使是一个由恶意节点组成的的占多数联盟，也只能在短时间内暂停活跃性或限制交易。只要保证至少有一个行为举止良好的诚实的节点，就可以确保所有有效交易都将最终被包括在链中，从而保证链上数据的安全性。

同时，TT链还设有明确的奖惩机制，从而保证系统安全性和活跃性。在奖励方面，TT链使用区块奖励补贴交易费以激励参与，而投票人只有在有确实投票的情况下才能拿到奖励，不该有人领取的奖励会返回至奖励池。在惩罚方面，TT链将节点已抵押的资金将被冻结在智能合约中24小时，在这段时间内，如果记录到不良行为的证据，则扣除部分抵押资金作为惩罚，从而极大提高节点作恶的成本，以维护系统安全性。

从PoW到PoS、DPoS，业内关于共识机制的探索和研究从未停止过。从解决不可能三角问题角度来看，TT链创新采用的PoS权益证明共识机制略胜一筹。随着区块链产业的不断发展，为适应大规模应用需求，未来各类共识机制会更加多元化和创新。那么你最看好哪一种共识机制呢？欢迎留言交流。

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编译者/作者：1号分析员

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