BTC:科普向丨区块链的共识机制是什么

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在大家阅读一些区块链相关资料时，总会看到“共识机制”这个名词，还有PoW、PoS、DPoS等英文缩写。那我们今天就来聊聊，究竟什么是区块链的共识机制，而PoW、PoS、DPoS又代表着什么。

一、区块链的共识机制是什么

区块链常被大家称为传递信任的工具，而这信任背后所依赖的就是共识机制。可以将区块链看作是一个全民参与的分布式账本，那么就需要制定一套大家认可接受的规则来解决“怎么记账有效”、“选谁来记账”的问题，而这套规则就是区块链的共识机制。

为了方便理解，我们来举个例子。一个寝室六人准备去聚餐，通过商议，选择吃火锅，那么吃火锅就是大家形成的共识。而商议的方式，少数服从多数就是大家确定就餐地方的共识机制。

美国说唱歌手Megan Thee Stallion与Cash App合作发布比特币科普视频:美国说唱歌手Megan Thee Stallion与由Square开发的移动支付服务Cash App合作发布了一段名为“Bitcoin for Hotties”的视频。该视频从她的角度解释了什么是比特币，为什么比特币有价值等内容。Megan Thee Stallion在Instagram上拥有超过2410万粉丝，在 Twitter上拥有640万粉丝。（Bitcoin News）[2021/8/8 1:41:10]

人民数字FINTECH推出区块链科普动画:人民日报数字传播发布微博称，人民数字FINTECH出品《趣味科普|区块链动画》。[2020/3/31]

在区块链的世界里，因其本身去中心化的特性，导致并没有一个像银行一样的中心记账机构来保证链上所有的记账内容保持一致，因此如何让全网达成共识就显得至关重要。共识机制就是用来解决这一难题的，可以说共识机制是分布式系统的核心。

而在共识机制中，PoW、PoS、DPoS，分别代表区块链网络的三种主要记账规则，它们的作用非常大，直接关系到记账权和相关收益的分配。下面为大家逐一介绍这三种主要的共识机制。

二、当前三种主要的共识机制

PoW工作量证明机制

动态 | 新浪财经：官媒针对区块链的报道从科普宣传转向打假监管:据新浪财经今日消息，“1025新政”满月，一个月间，官媒对区块链的态度风向已转。据11月初的一项统计，七家党媒在新政一周内发布了65篇直接相关报道，当时文章中的关键词是数据、产业、安全、创新等，大量文章偏向于科普区块链的概念以及应用介绍，提醒警惕虚拟货币炒作的仅有3篇。近期，官媒的批评焦点则纷纷指向借区块链之名进行的虚拟货币发行和炒作行为。据统计，新华网、人民网收录转载的，以打击虚拟货币或揭露假借区块链行为主题的文章，自10月25日到11月25日午间，共28篇；其中，11月19日至11月25日的一周内就高达15篇。这些文章主要围绕三个观点展开：厘清区块链和虚拟货币的关系，说明二者概念不等；打击伪“区块链”局，或是虚拟货币局揭露；提醒民众，区块链不能成为炒作的噱头，更不是行的招牌，需警惕此类活动，理性投资。[2019/11/26]

动态 | 央行官微旧文重发“再科普”：范一飞详解数字货币:据中国经济网消息，今日，央行官微公众号头条重新发布央行副行长范一飞在2018年1月25日题为《关于央行数字货币的几点考虑》的文章，对央行数字货币再次进行科普。同时，微信公众号第二条发布支付司副司长穆长春8月10日在第三届中国金融四十人伊春论坛上的演讲。近年来，各主要国家和地区央行及货币当局均在对发行央行数字货币开展研究，新加坡央行和瑞典央行等已经开始进行相关试验，人民银行也在组织进行积极探索和研究。[2019/8/21]

工作量证明，就是一份确认你所完成工作量的证明。工作量证明机制，就是通过工作量来证明你的贡献值，再根据贡献值的大小确定记账权和奖励。

在区块链的世界中，这个证明过程，是依赖计算机进行数学运算进行的。可以简单地理解为，大家共同去解答同一个题目，先计算出来的人就拥有了记账权，并可以获得相应的报酬，这个报酬就是网络产生的数字通证。这也是BTC产出的流程，在BTC的网络里，谁先将题目解出来，谁就可以获得BTC作为奖赏。

金色财经独家分析 监管机构、媒体、业界提示风险 区块链科普道阻且长:新华社今日发文表示，近来“区块链”类案件频发，不法分子以“投资虚拟货币周期短、收益高、风险低”为借口，取用户信任并诱使其转账进行投资。无独有偶，同日消息，腾讯手机管家安全专家也提醒此类风险，并从技术上提出防建议。在美国，监管机构警示加密货币欺诈现象普遍承诺高收益而不披露潜在风险。金色财经独家分析，不法分子假借新技术之名进行，一方面是抓住民众趋利的心理，一方面反映出区块链科普的欠缺。区块链是新兴科技和底层技术并有改变社会生产关系的潜力，应该进行系统性的科普教育，当前，部分大学已经开始设置了区块链课程，但对于普通民众仍然有科普的需求，人们应该了解到系统和正确的知识，不仅要了解区块链的好，也要明确局限和弊端，以在高收益的诱惑下，保持清醒客观。[2018/4/11]

PoW的优点是，第一，记账权和奖励由工作量来确定，公平公正，节点之间实现了公平竞争；第二，完全的去中心化，不需要中心化的管理机构，系统按照共识就可以自行运转。

其缺点是浪费能源和效率低下。参与者一起计算同一题目，但最终可获得记账权的只有一个人，其他人所作的都是无用功。但在这一过程中会耗费大量的电力资源。例如，BTC的产生就是采用PoW共识机制，每年会消耗大约几十亿美元的电力。另外，在链上节点的数量是巨大的，基于点对点的特性，当第一个解出答案的人对全网宣布并认领记账权时，这一过程是非常耗时的，因此在PoW机制下全网达成共识的效率极差。

PoS权益证明机制

权益证明，是以与系统相关的权益——通证，作为分红和选取记账者的考量因素。持有通证的数量越多时间越长，即通证天数越大，越容易被选为用户代表来进行记账。因为通证对持有者来说就是他在区块链系统的权益，所以这种方法被称为基于权益的证明，类似于股票的分红制度。

PoS的优点是，第一耗能少，相对于PoW来说，不需要大量能源的消耗；第二，作恶成本高昂，想要攻击网络的话，必须要有51%的通证天数，不但需要大量的通证，还要持有足够长的时间，难度较高；第三，达成共识的时间短，网络环境好的话，可实现毫秒级速度。

PoS的缺点有两个，第一，通证趋于集中化，因为收益的分配取决于通证的持有量和持有时间，为了获得更多的通证，通证就会逐渐集中起来；第二，流动性变差，持有通证便会有收益分配，持有者没有套现的动力，导致通证的流动性变差。

DPoS委托权益证明机制

DPoS是在PoS基础上产生的，在PoS机制下，持有通证数少的人很少有机会当选记账者。为了能够获得记账权，他们便商量采用DPoS机制，即通过投票选举的方式，选出生产者，代表他们履行权利和义务。代表节点轮流进行记账从而获得分红，并将节点获得记账总收入的一部分作为报酬，分给投票的用户。如果生产者不称职，随时可能会被投票出局。投票的权重和分配的收益，都是按照持有的加密通证数量占总量的百分比来计算的，51%的股东的投票结果是不可逆且有约束力的。

其实，DPoS机制类似于现实中股份制公司，普通股民并不能进入董事会参与公司的管理，就要通过投票选举代表组成董事会，根据投票权重选举出能代表他们权益的人，进行公司管理，在区块链中，就是选举出代理人来记账。

DPoS最大的优点是，记账节点数量大大减少，记账效率高。其缺点是减弱了去中心化的程度，由选出的代表进行记账，存在一定的中心化控制。

三、结语

目前，还没有任何一种共识机制是完美的，都有各自的短板。随着区块链技术不断发展，共识机制也会不断优化，未来可期。

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