牧牛区块链（区块链三大共识机制）

　　牧牛区块链（区块链三大共识机制）

大家都知道，区块链是一种去中心化的分布式账本系统，由于点对点网络下存在较高的网络延迟，各个节点所观察到的交易先后顺序不可能完全一致。 因此区块链系统需要设计一种机制对在一定的时间内发生的交易的先后顺序达成共识。这种对一个时间窗口内的事务的先后顺序达成共识的算法被称为“共识机制”。

目前主流的三大共识机制是POW、POS和DPOS。

POW

工作量证明（Proof of Work）最早是一个经济学名词，指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作，通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量。POW最早应用在比特币的设计中，其核心思想是通过引入分布式节点的算力竞争来保证数据的一致性和共识的安全性。比特币系统中，各节点基于各自的算力相互竞争来共同解决一个求解复杂但验证容易的SHA256数学难题，最快解决该难题的节点将获得区块记账权和记账奖励。

优点：完全去中心化，安全性高，节点自由进出

缺点：资源消耗量大，算力高度集中在大矿池，交易确认周期长

POS

权益证明（Proof of Stake）的主要特点是以权益证明代替工作量证明，由具有最高权益的节点实现新块加入和获得激励收益。比特币交易POS的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。

优点：挖矿难度较低，交易确认时间较短

缺点：造成“富者更富”，容易分叉

DPOS

股份授权证明（Delegated Proof of Stake）是POS的一个演化版本，首先通过 POS选出代表，进而从代表中选出块生成者并获得收益。DPOS的基本思路类似于“董事会决策”，即系统中的每个节点可以将其持有的股份权益作为选票授予一个代表，获得票数最多且愿意成为代表的前101个节点将进入“董事会”，按照既定的时间表轮流对交易进行打包结算并且签署（即生产）一个新区块。每个区块被签署之前必须先验证前一个区块已经被受信任的代表节点所签署。

优点：大幅缩小参与验证和记账的节点数量，秒级的共识验证

缺点：去中心化程度低

评价标准

安全性：能否有效防止二次支付，私自挖矿

扩展性：当系统成员和待确认交易数量增加时，所带来的系统负载和网络通信量的变化，通常以网络吞吐量来衡量

性能效率：每秒可以处理的交易数量

资源消耗：达成共识过程中，所要消耗的CPU、内存等计算资源

　　
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