網(wǎng)上有很多關(guān)于對(duì)pow和pos機(jī)制的淺見(jiàn),常見(jiàn)的共識(shí)機(jī)制有哪些的知識(shí)，也有很多人為大家解答關(guān)于對(duì)pow和pos機(jī)制的淺見(jiàn)的問(wèn)題，今天pos機(jī)之家(www.tjfsxbj.com)為大家整理了關(guān)于這方面的知識(shí)，讓我們一起來(lái)看下吧!

本文目錄一覽：

1、對(duì)pow和pos機(jī)制的淺見(jiàn)

2、dpos共識(shí)機(jī)制是什么？

對(duì)pow和pos機(jī)制的淺見(jiàn)

區(qū)塊鏈中的共識(shí)機(jī)制有很多。常見(jiàn)的幾種共識(shí)機(jī)制包括PoW機(jī)制、PoS機(jī)制和PBFT機(jī)制等。

PoW機(jī)制，即“工作量證明機(jī)制”（proof-of-work）機(jī)制，其基本思想很簡(jiǎn)單，即只有完成一定工作量的節(jié)點(diǎn)才能擔(dān)負(fù)記賬的工作。這樣，就可以大幅增加惡意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行干擾的成本，讓它們沒(méi)有激勵(lì)進(jìn)行干擾。

PoW機(jī)制的思想最早源于辛西婭·德沃克（Cynthia Dwork）和莫尼·諾爾（Moni Naor）于1993年發(fā)表的論文。1997年時(shí)，亞當(dāng)·貝克（Adam Back）也獨(dú)立發(fā)明了基于PoW機(jī)制的哈?，F(xiàn)金，并將其用來(lái)抵御郵件的拒絕服務(wù)攻擊及垃圾郵件網(wǎng)關(guān)濫用。1999年時(shí)，馬庫(kù)斯·雅各布松（Markus Jakobsson）和阿里·朱爾斯（Ari Juels）正式將這一思想命名為了“工作量證明”。2008年時(shí)，中本聰將PoW機(jī)制應(yīng)用于比特幣的共識(shí)形成過(guò)程。袁文澤博客www.yuanwze.cn

由于PoW機(jī)制是根據(jù)節(jié)點(diǎn)的工作量來(lái)分配記賬權(quán)的，因此它需要包括三個(gè)算法：產(chǎn)生挑戰(zhàn)C的隨機(jī)算法、解決挑戰(zhàn)C的方法S的算法，以及驗(yàn)證C是否被S解決的算法。

舉例來(lái)說(shuō)，在比特幣系統(tǒng)中，生成挑戰(zhàn)的隨機(jī)算法是基于SHA-256的。具體而言，它要求在待驗(yàn)證的信息后面加上一個(gè)合適的隨機(jī)數(shù)（nounce），再將信息和隨機(jī)數(shù)通過(guò)SHA-256算法轉(zhuǎn)換后，前幾位哈希值都是0。顯然，要求為0的位數(shù)越多，這個(gè)挑戰(zhàn)的難度就越大，難度的具體值可以根據(jù)具體的情況進(jìn)行調(diào)整。由于在現(xiàn)有的數(shù)學(xué)條件下，SHA-256算法是不可逆的，因此各節(jié)點(diǎn)只能用窮舉法來(lái)對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行破解。這樣一來(lái)，破解這一問(wèn)題的概率就會(huì)和節(jié)點(diǎn)所投入的算力成正比。由于以上問(wèn)題需要大量計(jì)算，因此在一段時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)只會(huì)收到一小部分節(jié)點(diǎn)提交的符合條件的工作證明。符合條件的工作證明結(jié)果會(huì)成為一個(gè)區(qū)塊，在P2P網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播。收到區(qū)塊的用戶(hù)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)會(huì)驗(yàn)證該區(qū)塊的正確性，得到超過(guò)50%的用戶(hù)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的證實(shí)后，該區(qū)塊將會(huì)加入當(dāng)前系統(tǒng)中最長(zhǎng)的公鏈。當(dāng)然，參與上述工作是需要巨大成本的，為保證各節(jié)點(diǎn)有激勵(lì)參與這項(xiàng)工作，網(wǎng)絡(luò)就需要對(duì)參與工作的節(jié)點(diǎn)有所回報(bào)。在區(qū)塊鏈中，這個(gè)回報(bào)通常是以代幣（token）的形式給出的。

圖1 PoW機(jī)制工作原理示意

注：圖中節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行了一筆交易，它隨即向其他各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交易廣播。各節(jié)點(diǎn)利用PoW機(jī)制對(duì)交易進(jìn)行驗(yàn)證。最后，節(jié)點(diǎn)4的證明結(jié)果被采用，節(jié)點(diǎn)4隨后再向各節(jié)點(diǎn)廣播驗(yàn)證結(jié)果。

在PoW機(jī)制中，所選取的計(jì)算問(wèn)題必須滿(mǎn)足以下特性：

（1）偽隨機(jī)性。這一特征保證節(jié)點(diǎn)完成工作量證明的概率僅取決于自身投入的算力比例，保證了機(jī)制的相對(duì)公平性。

（2）難度可控。這一特征保證可以根據(jù)具體情況對(duì)計(jì)算難度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（3）公開(kāi)可驗(yàn)證性。這要求問(wèn)題的求解結(jié)果可以通過(guò)比較簡(jiǎn)潔的方式進(jìn)行驗(yàn)證。

由此可知，PoW機(jī)制可以保證區(qū)塊鏈的一致性和安全性，也具有相對(duì)的公平性。但是，其缺點(diǎn)也是明顯的。

首先，PoW機(jī)制的效率比較低下。每個(gè)區(qū)塊的產(chǎn)生都需要耗費(fèi)時(shí)間，并且新產(chǎn)生的區(qū)塊需要后續(xù)區(qū)塊的確認(rèn)才能保證有效，這需要更長(zhǎng)的時(shí)間。例如，比特幣系統(tǒng)平均需要10分鐘產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊，然后等待后續(xù)的6個(gè)區(qū)塊進(jìn)行確認(rèn)，因此需要60分鐘的時(shí)間才能確認(rèn)并完成一筆交易。顯然，對(duì)于大多數(shù)交易來(lái)說(shuō)，這是難以接受的。

其次，目前的算力存在著集中的趨勢(shì)，這對(duì)PoW機(jī)制的安全性提出了挑戰(zhàn)。PoW機(jī)制要求攻擊節(jié)點(diǎn)所擁有的計(jì)算資源不超過(guò)全網(wǎng)的50%，而這一點(diǎn)在現(xiàn)實(shí)中很難確保。以比特幣網(wǎng)絡(luò)為例，目前超過(guò)90%的比特幣算力集中在不到20家企業(yè)的手中，比特大陸（Bit-main）擁有的算力就超過(guò)了53%。在這種趨勢(shì)下，只要擁有龐大算力的企業(yè)進(jìn)行攻擊，PoW機(jī)制就無(wú)法實(shí)現(xiàn)安全性。

再次，PoW過(guò)程計(jì)算的通常是一個(gè)無(wú)意義的序列，但所需的資源卻是龐大的，這會(huì)造成巨大的浪費(fèi)。根據(jù)普林斯頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授阿爾文德·納拉亞南（Arvind Narayanan）向美國(guó)參議院能源和自然資源委員會(huì)提交的一份書(shū)面報(bào)告，每天花費(fèi)在比特幣系統(tǒng)工作量證明上的成本高達(dá)600多萬(wàn)美元，每年的成本將高達(dá)數(shù)十億美元。盡管計(jì)算機(jī)科學(xué)家目前已提出了很多降低PoW機(jī)制能耗、減少其浪費(fèi)的方案，但都沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。

PoS機(jī)制，即權(quán)益證明機(jī)制（proof-of-stake），是2011年時(shí)一位名為“Quantum Mechanic”的網(wǎng)友在著名比特幣社區(qū)Bitcointalk論壇首次提出的。

PoS機(jī)制的原理類(lèi)似于股份制。正如在公司中誰(shuí)擁有的股份越多，誰(shuí)就越具有話(huà)語(yǔ)權(quán)一樣，在采用PoS機(jī)制的區(qū)塊鏈中，誰(shuí)的權(quán)益質(zhì)押（在“鏈圈”，這通常被稱(chēng)為staking）越多，誰(shuí)的話(huà)語(yǔ)權(quán)也越大。具體來(lái)說(shuō)，在PoS機(jī)制中，有一個(gè)“幣齡”（coin age）的概念，它等于用戶(hù)在這個(gè)系統(tǒng)中擁有的“幣”乘以將“幣”存在系統(tǒng)中的時(shí)間。和PoW機(jī)制類(lèi)似，在形成共識(shí)的過(guò)程中，系統(tǒng)也會(huì)向各個(gè)節(jié)點(diǎn)分發(fā)隨機(jī)的挑戰(zhàn)任務(wù)，然后根據(jù)解決問(wèn)題的先后來(lái)決定最終的記賬者。所不同的是，在PoW機(jī)制中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)所分?jǐn)偟降娜蝿?wù)的預(yù)期難度是一致的，但在PoS機(jī)制中，“幣齡”越高的節(jié)點(diǎn)所分?jǐn)偟降膯?wèn)題會(huì)越簡(jiǎn)單。這樣一來(lái)，那些高“幣齡”節(jié)點(diǎn)獲得記賬權(quán)的概率自然也就越高了。

我們知道，在現(xiàn)實(shí)中，一個(gè)股東在某公司的股份中所占的比例越高，其利益和公司利益之間的捆綁就越緊密，因此他就越有動(dòng)機(jī)關(guān)心公司的盈利。同樣地，PoS機(jī)制將記賬權(quán)交給擁有高權(quán)益的用戶(hù)，也可以實(shí)現(xiàn)他們與區(qū)塊鏈之間的利益捆綁，從而讓他們更有激勵(lì)確保記錄內(nèi)容的真實(shí)性。

與PoW機(jī)制不同，PoS共識(shí)機(jī)制的核心是網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)益，而不是單純的算力。這些權(quán)益不一定需要通過(guò)“挖礦”獲取，而是可以在交易所甚至OTC市場(chǎng)上直接購(gòu)買(mǎi)。這個(gè)過(guò)程就類(lèi)似于現(xiàn)實(shí)中的購(gòu)買(mǎi)股票。

此外，和PoW機(jī)制相比，PoS機(jī)制的效率要高得多，其驗(yàn)證一筆交易的機(jī)制要遠(yuǎn)快于PoW機(jī)制，而消耗的能量卻遠(yuǎn)小于PoW機(jī)制。自然，PoS也存在著一些潛在的問(wèn)題：首先，其安全性還需要更進(jìn)一步的檢驗(yàn)。其次，產(chǎn)生和分配“幣”的機(jī)制設(shè)計(jì)難度較高，如設(shè)計(jì)不合理，則可能?chē)?yán)重影響區(qū)塊鏈的公平。再次，其去中心化程度也被普遍認(rèn)為不如PoW機(jī)制。

PBFT機(jī)制，即實(shí)用拜占庭容錯(cuò)機(jī)制（practical Byzantine fault tolerance），由米格爾·卡斯特羅（Miguel Castro）和芭芭拉·里斯科夫（Barbara Liskov）于1999年提出。它對(duì)傳統(tǒng)的拜占庭容錯(cuò)機(jī)制進(jìn)行了修改。

PBFT機(jī)制的驗(yàn)證過(guò)程包含三個(gè)階段：預(yù)準(zhǔn)備階段、準(zhǔn)備階段和確認(rèn)階段。假設(shè)在系統(tǒng)中，總節(jié)點(diǎn)數(shù)為N個(gè)，“拜占庭節(jié)點(diǎn)”有f個(gè)。在預(yù)準(zhǔn)備階段，由主節(jié)點(diǎn)發(fā)布包含待驗(yàn)證記錄的預(yù)準(zhǔn)備消息。接收到預(yù)備消息后，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入準(zhǔn)備階段。在準(zhǔn)備階段，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證其正確性，將正確記錄保存下來(lái)發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)。直到某一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到2f個(gè)不同節(jié)點(diǎn)發(fā)送的與預(yù)準(zhǔn)備階段接收的記錄一致的正確記錄，該節(jié)點(diǎn)才向其他節(jié)點(diǎn)廣播確認(rèn)消息，然后系統(tǒng)進(jìn)入確認(rèn)階段。在確認(rèn)階段，直到每個(gè)誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)接收到2f+1個(gè)確認(rèn)消息，協(xié)議才終止，各節(jié)點(diǎn)對(duì)記錄達(dá)成一致。

在去中心化的情況下，利用PBFT機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈的一致性，剔出多余的計(jì)算量，避免資源浪費(fèi)。此外，在PoW機(jī)制和PoS機(jī)制中，不同節(jié)點(diǎn)都可以提出新區(qū)塊，因此在一定情況下可能會(huì)出現(xiàn)“分叉”問(wèn)題；而在PBFT機(jī)制下，只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以提出新區(qū)塊，因而不會(huì)出現(xiàn)“分叉”問(wèn)題。我們?cè)趫D2中對(duì)這三種機(jī)制的特征進(jìn)行了比較。

圖2 PoW機(jī)制、PoS機(jī)制和PBFT機(jī)制的比較

很顯然，無(wú)論是PoW機(jī)制、PoS機(jī)制，還是PBFT機(jī)制，都各有優(yōu)劣之處。在實(shí)踐中，人們經(jīng)常對(duì)這些機(jī)制進(jìn)行組合，從而達(dá)到揚(yáng)長(zhǎng)避短的效果。

dpos共識(shí)機(jī)制是什么？

DPOS共識(shí)機(jī)制是基于POW及POS的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)的一種基于投票選舉的共識(shí)算法。在DPOS共識(shí)制度下，持幣人根據(jù)手中持有的代幣投票選出一定數(shù)量的代表，來(lái)負(fù)責(zé)生產(chǎn)區(qū)塊和運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)。

以上就是關(guān)于對(duì)pow和pos機(jī)制的淺見(jiàn),常見(jiàn)的共識(shí)機(jī)制有哪些的知識(shí)，后面我們會(huì)繼續(xù)為大家整理關(guān)于對(duì)pow和pos機(jī)制的淺見(jiàn)的知識(shí)，希望能夠幫助到大家！