什么是共识机制？

区块链共识机制是新兴的 Web3、金融和治理去中心化社会的基石。然而，这个新世界的设计者长期以来一直对这些机制的设计争论不休。为了寻求可扩展性、安全性和去中心化之间的完美平衡，他们创建了一个永无止境的选项列表。

因此，任何想要构建或比较区块链及其相应生态系统的人都必须梳理权衡的历史。以下是您需要了解的信息，以帮助您加快步伐。

要点：

• 共识机制是一个游戏化的协议系统，它使去中心化的计算机网络能够就区块链状态达成一致。他们的目标是为网络提供安全性、可扩展性和去中心化之间的平衡。
• 业界主要采用工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）共识机制。
• 围绕最流行的区块链的用户采用和应用程序开发使得替代共识机制很难扰乱行业。
• 但以太坊最近从 PoW 到 PoS 的转变表明，颠覆是可能的。

本指南将解释共识机制的工作原理以及最突出类型之间的关键差异。

共识机制如何运作

要了解共识机制的工作原理，首先要认识到最终目标是维护网络参与者所有交互和交易的安全且公开的记录。矿工或验证者节点管理该记录的所有更新和更改。在这样的系统中，至关重要的是建立一种可信的方式，以确保没有同行试图欺骗其他参与者，并且他们将诚实的交易添加到分类账中。例如，用户不应该能够双花他们拥有的资产或操纵系统持有比原来更多的代币。

共识机制提供了区块链账本用来保护自身免受此类潜在恶意交易影响的一组协议和规则。在大多数情况下，协议通过加密挑战和奖励激励来实现这一点，允许网络领导者（矿工或验证者）验证用户尝试执行的每笔交易的真实性。一旦验证者就交易的合法性达成一致（共识），协议就会将其添加到不可变的区块链记录中。

共识机制使用激励和奖励（通常是新硬币）来鼓励网络领导者仅向同行提议合法交易。这使得任何试图欺骗系统的人都变得困难且昂贵。在大多数协议中，用户必须同时控制超过 51% 的网络计算能力，或者获取底层网络货币的很大一部分。

为什么有不同的类型？

区块链架构师针对各种区块链用例和网络条件设计了不同类型的共识机制。他们还为项目提供了多种方法来解决著名的区块链三难困境。

三难困境提出分布式系统只能实现三个要求中的两个：可扩展性、去中心化和安全性。因此，区块链必须根据其具体目标进行权衡。

来源：分类帐

在现实世界的例子中，比特币工作证明 （PoW）有利于去中心化和安全性，而以太坊的权益证明 (PoS) 模型更依赖于可扩展性来为去中心化应用程序 (dapps) 提供支持。然而，这个例子过于简单化，因为关于协议安全和去中心化的争论是复杂而微妙的。

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此外，其他区块链共识机制根据它们希望实现的速度、安全性或去中心化程度，实施 PoW 或 PoS 的修改版本。

区块链共识机制

比特币的创造者向世界介绍了一种新的方式，让计算机网络上的同行能够以去中心化的方式就账本的状态达成共识。从那时起，技术人员尝试了其他共识模型，做出了上述的权衡。

工作证明（PoW）

第一个共识机制，工作量证明 是由比特币创始人中本聪发明的。其他区块链网络，包括莱特币和狗狗币，也采用了它。该模型要求称为矿工的网络领导者消耗计算能力来解决极其复杂的密码难题。作为第一个完成难题并将此“工作证明”提交给其他同行的矿工，有资格向区块链添加新区块并获得相关的硬币奖励。

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PoW 模型的安全性在于矿工在永无休止的竞赛中花费大量的算力来解决后续的工作量证明。由于多个矿工都以网络最大利益为己任，攻击系统的经济成本显着增加，以至于恶意行为者尝试其他方式变得不切实际。

PoW 使比特币成为地球上最安全的计算网络。然而，许多人对我们的 PoW 区块链深入指南中提到的网络能源使用存在误解。

权益证明 (PoS)

权益证明 2012 年出现，作为比特币 PoW 的替代方案。该模型用验证器取代了矿工，要求感兴趣的实体投入底层网络货币的很大一部分，以获得向区块链提议和添加新区块的权利。网络的安全性来自于调整激励措施，因为拥有大量股份自然需要验证者真诚行事。

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2022 年历史性地从 PoW 转变后，以太坊成为最大的 PoS 网络。代表 仅占整个加密市场价值的29%，共识机制是应用最广泛的。尽管 Blockworks 的权益证明指南中解释了众所周知的安全权衡，但 BNB Chain 和 Cardano 等其他流行的区块链都实现了该模型。

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委托权益证明 (DPoS)

委托权益证明（DPoS）共识机制是 PoS 的修改版本，通常被认为更加民主。在这种模式下，用户通过抵押代币来投票选出将验证网络上交易的代表。委托给验证者的代币越多，他们在网络上生成区块并获得与利益相关者分享的奖励的机会就越大。运行 DPoS 模型的领先区块链网络的例子包括 Solana、Tron、EOS 和 Tezos。

权威证明（PoA）

权威证明（PoA）是一种共识模型，网络验证者由根据其声誉选择的预先批准的参与者组成。它通常非常适合私有区块链或特定的组织用例，其中只需要一组有限的验证器来更新分类账。 PoA 系统所需的验证器很少，使其具有高度可扩展性，但又是中心化的。 Vechain 和 Blockstream 的 Liquid 侧链是使用 PoA 实现的公共区块链最著名的例子。

活动证明 (PoA)

活动证明 (PoA) 是一种混合共识模型，实现了 PoW 和 PoS 的各个方面。该过程最初始于矿工解决密码难题以提出一个新区块，该新区块在添加到区块链之前由验证者签名。矿工和验证者因其对网络安全的贡献而获得部分区块奖励。 Decred 是基于权威证明运行的区块链项目的最重要的例子。

燃烧证明（PoB）

燃烧证明（PoB）共识机制采用了一种新颖的方法来减少 PoW 系统的繁重能源需求。在这种修改后的模型下，矿工燃烧部分代币持有量来接收虚拟矿机，这赋予他们提议和开采新区块的权利。矿工将资金转移到可验证的不可支出地址，并专注于发展虚拟采矿设备，以最大限度地提高盈利能力。 2014 年推出的 Slimcoin 实现了 PoB 共识模型，2022 年推出的模块化区块链 Koinos 也是如此。

容量证明（PoC）

容量证明（PoC）是另一种共识模型，试图降低 PoW 的高能源需求。利用这种模型的区块链要求矿工使用计算机上的可用硬盘空间来为不太复杂的加密难题提供解决方案。这个困境的答案是在用户成为节点时预先存储的，更大的硬盘空间会增加矿工赢得区块奖励的机会。 Chia、SpaceMint 和 Storj 等第一代区块链实现了 PoC 模型。

经过时间的证明（PoET）

经过时间证明（PoET）是由英特尔公司开发的共识算法，主要由许可的区块链网络使用。它实现了一个类似彩票的模型来为下一个块选择验证器。使用不可变且可公开验证的代码可确保所有参与者都有平等的机会被选为验证者。值得注意的是，PoET 参与者通常没有经济奖励，因为该模型主要用于组织和公司。以企业为中心的分布式账本解决方案Hyperledger Sawtooth实现了PoET模型。

历史证明（PoH）

历史证明是 Solana 区块链首创的基于时间的共识模型。它解决了 PoW 系统中的一个缺陷：验证者花费资源来就交易的时间和顺序达成一致。 PoH 实现了基于加密证明的内部时钟功能，以实现近乎即时的处理和交易最终确定。 Solana 是唯一使用这种共识模型的已知公共区块链，尽管该项目通过 PoS 和其他技术对其进行补充以确保可扩展性。

这对投资者意味着什么

共识模型提供了评估项目长期潜力的指标。最可行的网络理想情况下具有明确的可持续性和可扩展性，同时保持合理的去中心化水平。尽管可能会出现更新的共识模型，但随着行业向主流采用迈进，最广泛采用的实现将继续发挥至关重要的作用。

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