区块链的灵魂是什么？一文带你了解三大主流共识机制

区块链是一个去中心化帐本，它用于记录许多计算机上的交易，以便记录不能被后续块更改或更改，而不会在网络内串通。区块链利益相关者看到的每个块都会创建一个分布式寄存器，这是一个正式的交易记录，可确保数据自创建以来可见且未更改。

分类帐的状态不会改变，并且由于公共区块链作为分散的自动化系统运行，因此必须有一个高效、公平、即时、有效、可靠和安全的机制，以确保区块链上的每笔交易都是真实的，并且所有参与者都同意分类帐的共识状态。可以说，共识机制是区块链的灵魂。

区块链的灵魂—共识机制

共识算法，也称为共识机制，它是用于即时实现关于区块链真实状态的共同协议的系统。

简而言之，共识机制确保了区块链网络的所有节点都是同步的，并且交易是经过身份验证和保护的。一旦节点同意交易的合法性，它就会获得批准，然后记录在区块链上。在那之后，这个街区永远留在那里。

除了保证整个区块链的安全性外，共识演算法还有助于在去中心化网络中的陌生人之间建立信任。之所以能够实现这一点，是因为演算法决定了要信任哪些节点以验证和启用事务。

三大主流共识机制

PoW、PoS、DPoS 是区块链的三种主流共识机制，它们分别代表区块链网络的三种主要记帐规则。

1.工作量证明机制（PoW）

工作量证明是最古老的演算法，与中本聪（Satoshi Nakamoto）创建的第一个区块链一起出现。这种共识机制完全依赖于充当节点的矿工。他们竞相解决复杂的加密难题，首先完成这项工作的人将获得挖掘下一个区块的权利。此外，「赢家」将获得新铸造的加密货币奖励。

（1）优点

PoW 主要的优点是防止骇客攻击。由于这种共识模型需要大量的计算能力和精力，因此骇客很难改变系统。即使他们试图这样做，设备，电力和努力的成本也将超过获得的利润。且由于区块几乎不可能改变，因此用户可以确保它保持每笔交易的真实性和可追溯性。

（2）缺点

随着区块链技术变得越来越先进，解决哈希变得越来越困难，整个过程需要越来越多的计算能力。因此，矿工必须使用昂贵的专用硬体，并消耗大量能源。另一方面，这种共识机制与缓慢的交易速度有关。验证一个区块和批准一笔交易可能需要十多分钟。同时，交易费用也相当高。

（3）案例

除了比特币和以太坊，莱特币、门罗币等区块链也依赖于PoW 演算法。

2.权益证明机制（PoS）

权益证明是第二大流行的共识机制，它需要的不是计算能力，而是需要抵押能力来验证区块。节点必须抵押区块链的本地令牌才能参与共识过程。

网络通常需要最少数量的令牌才能成为验证器，如果验证者离线太长时间，或者如果验证者进行欺诈行为，则质押的令牌可能会部分丢失。

PoS 验证器接收交易费用作为奖励。交易的验证器是随机选择的，然而，被选中的可能性与抵押代币的数量相关。权益证明被认为比工作量证明更具成本效益，因为它需要流动的加密货币而不是物理硬体，并且几乎不需要用电。

（1）优点

在权益证明中，验证者不需要购买昂贵的硬体，只需使用他们的普通PC即可。因此，更多的人可以负担得起成为节点。节点越多，去中心化程度就越强。此外，共识过程更加节能，并且提供了更快的交易速度。

（2）缺点

尽管每个PoS 驱动的区块链协议都有不同的规则和条件，但大多数协议都要求验证者在一段时间内锁定最少量的加密货币。在此期间，无论加密货币下跌或飙升，你都无法「取消」并交易它。

并且，拥有较大抵押资金的验证者在网络上的权重更大，因此它们可能对交易验证产生过大的影响，这也会导致加密货币囤积。

（3）举例

Flow、Cardano、Avalanche、Polygon 和Tezos 是使用权益证明共识协议的区块链之一。这些平台在加密社区中非常受欢迎，因为它们被设计为可扩展和可持续的。

值得注意的是，以太坊目前正在从工作量证明转向权益证明共识模型，以使区块链更快、更便宜、更环保。

3.委托权益证明机制（DPoS ）

委托权益证明是权益证明的增强版本。验证特定区块的委托人将由使用者投票，而不是随机选择验证者，而拥有最多抵押代币的委托人将被选择。

如果选择了委托人，则抵押人将获得总质押池的份额。每个区块的委托人数量是有限和随机的，使每个人都可以更公平地参与。此外，数量有限的委托人使共识机制能够更顺畅地运作。

（1）优点

DPoS 主要的优点是即时投票允许持续监控网络安全。一旦抵押人检测到恶意活动，他们就会立即投票选出可疑的代表，而这可疑的代表可以随时被逐出网络。在能耗上，DPoS甚至比PoS更节能、更实惠。

委托权益证明机制的使用也对交易确认和执行的速度产生了积极影响。基于DPoS 的区块链每秒可以进行2,000 到8,000 笔交易。

（2）缺点

虽然DPoS 系统因其分散的功能和民主方法而受到赞誉，但仍有可能使网络更加集中。如果委托人决定透过建立所谓的卡特尔来联合努力，那么交易验证将依赖于一小群人，这将使网络有偏见并容易受到恶意行为的影响。

另一个问题与网络安全有关。很明显，一个好的区块链网络需要大量的使用者。负责维护网络的人越少，组织51% 攻击就越容易– 当一个人或一群人获得对超过50% 的区块链哈希算力的控制权时，这种攻击是可能的。

（3）举例

Tron、Steem、EOS 和WAX 等区块链在DPoS 共识机制之上运行，所以这些区块链在交易速度方面都是高度可持续和高性能的。