POS:共識機制，區塊鏈的價值與靈魂_區塊鏈

怎么才能在區塊鏈分布式系統中更高效地達成共識，保障區塊鏈系統的正常運行？共識機制在其中起到了決定性的作用。作為區塊鏈技術的核心元素，共識機制的設計決定了整個系統的可擴展性、安全性和去中心化的程度，也決定了系統能否承載更多、更復雜的應用，以及是否能適應更廣泛的應用范圍。比特幣的成功吸引了大量的關注，其共識機制也引來了眾多模仿者。一些人試圖對其進行完善，還有另一些人希望對它進行全面革新。POW工作量證明

比特幣使用的是POW工作量證明機制，其后來者以太坊、萊特幣也采用同樣的共識機制。POW需要進行大量的計算，以算出系統給出的數學難題。具體來說就是，計算出新區塊的hash值，并且這個hash值要小于某個數，而且計算難度每過一段時間就會調整，以應對全網算力的變化，用來平衡生成一個區塊所需的時間。盡管POW是非常公平和安全的共識機制，但它巨量的計算會消耗大量的能源，并造成環境污染。國際能源署2016年的數據顯示，加密貨幣挖礦每年消耗的能源相當于希臘、以色列、智利、捷克等國的能源消耗水平。此外，加密貨幣挖礦行業每年產生的二氧化碳排放量，保守估計也要超過紐約到洛杉磯30多萬次航班飛行的二氧化碳排放量。POS權益證明

聲音 | PoS共識機制發明人：比特幣不會一直占據主導地位 山寨幣尚有希望:PoS共識機制發明人Sunny King在新加坡“The Capital”大會上表示：“長遠來看，比特幣可能無法一直占據主導地位。對于其他成千上萬甚至更多的加密貨幣而言仍有希望。事實上，我們需要的不僅僅是貨幣，而是一個完整的經濟體，以為各種區塊鏈提供足夠的空間。對于一個健康繁榮的經濟體來說，基礎貨幣（這里指BTC）至關重要，但它只是其中的一小部分。”King還指出，比特幣存在一些“設計上的風險因素”，需要在未來幾十年內加以解決，尤其是當區塊獎勵機制將比特幣的年發行量壓低至近0%的時候：“我們需要關注比特幣是否能夠通過收取交易費用來維持一個足夠的挖礦市場。但即使它做到了這一點，仍有人擔心51%攻擊可能最終會影響比特幣。”（EWN）[2019/11/14]

POS權益證明機制解決了POW工作量證明機制能源浪費的問題，通過持有Token的數量和時長來決定獲得記賬權的機率。相比POW，POS避免了挖礦造成大量的資源浪費，縮短了各個節點之間達成共識的時間，網絡環境好的話可實現毫秒級，對節點性能要求低。但POS的缺點同樣明顯，持有Token多的節點更有機會獲得記賬權，這將導致“馬太效應”，富者越富，破壞了區塊鏈的去中心化。DPOS委托權益證明

聲音 | 北卡羅來納大學教授王永革：基于拜占庭協議的PoS是共識機制未來的發展方向:8月20日，“POW’ER 2019全球開發者大會”在北京舉行。北卡羅來納大學教授王永革在分享中表示，基于拜占庭協議（BFT）的PoS克服了PoW的先天缺陷，是共識機制未來的發展方向，不過當下基于BFT的PoS共識機制仍然存在不少待解決的問題，其中有一個涉及安全性的問題，非常重要但未得到充分重視。[2019/8/20]

DPOS委托權益證明與POS原理相同，其主要區別在于，DPOS的Token持有者可以投票選舉代理人作為超級節點，負責在網絡上生產區塊并維護共識規則。如果這些節點未能履行職責，將投票選出新的節點。DPOS算法由DanLarimer于2014年提出，并被EOS、Tron、Bitshares等項目采用，其每秒處理的交易量比POS更高，能源消耗較少，但由于記賬權集中在一小部分節點手中，因此它也傾向于中心化。POA權威證明

金色相對論 | 蔡維德：數字貨幣有共識機制，不需要對賬:在今日舉行的金色相對論中，國家特聘教授，北航博導，英國倫敦大學學院區塊鏈研究中心科學顧問蔡維德表示：一個國家的貨幣政策在于平常的法幣以及數字貨幣是不一樣的，另外一個錯誤的概念就是，每次把電子貨幣與數字貨幣混淆，電子貨幣就是銀行系統里面的貨幣，就是現在銀行系統里面的貨幣，也是支付寶，微信上面的貨幣。這樣的系統是沒有共識機制，而且是一言堂，那這樣的系統就是電子貨幣，因為是中心化的處理，需要對賬，所以這是傳統的系統，而區塊鏈是一種分布式系統，而且他有一個共識機制，當你有共識機制的時候，就不需要對賬，而且有共識之后很多的問題都可以解決。數字貨幣還有一個很奇妙的事情，那就是跨境支付，因為大家都可以用手機或者是PC就能夠做跨境支付，而且這種跨境支付根本不經過SWIFT系統。[2019/8/15]

POA不是一種獨立的共識算法，而是POW和POS混合的算法，目前有唯鏈、歐鏈等采用了POA共識機制。POA節點之間無需進行通信即可達成共識，因此效率極高。并且它也能很好地對抗算力攻擊，安全性較高。但是POA需要一個集中的權威節點來驗證身份，這就意味著它會損害區塊鏈的去中心化，這也是在去中心化和提高效率之間的妥協。PBFT拜占庭容錯算法

PBFT模型是建立在工作量證明基礎之上的另一種共識機制，這個概念本身比POW早了十年。它在20世紀90年代后期被提出，旨在抵御惡意節點破壞網絡的風險，使用PBFT的風險很低，并且信任與資產所有權完全脫鉤。PBFT系統的工作原理是，惡意節點的最大數量不得大于或等于系統中所有節點的三分之一。隨著節點數量的增加，系統變得更加安全。PBFT的變體目前被Hyperledger，Stellar和Ripple等采用。上述幾例只是所有共識機制中常見的一部分，它們經過時間的驗證，已經被各種區塊鏈項目采用，但在某種程度上共識機制的發展都是為了解決POW和POS的缺陷，也就是為了在區塊鏈“不可能三角”——去中心化、可擴展性、安全性之間達到平衡。畢竟，區塊鏈從根本上提供的是去信任的系統，安全和權力下放是一開始建立信任的關鍵，可擴展性則是系統可用性的決定因素。

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