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为什么共识算法是区块链的关键?

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发表时间:2020-02-20 18:46

  区块链目前是LinkedIn排名第一的技术。正因为如此,你绝对应该学习更多关于以太坊的知识,以便在2020年获得该领域的全职职位。

  在我的第一篇和第二篇文章中,我讨论了Ethereum 2.0和适合开发人员的最佳工具。在我的第三和第四篇文章中,我讨论了二次投票和开放治理模型。然后,在我的第五篇文章中,我研究了云基础设施。之后,在我的第六篇文章中,我深入探讨了共识算法。在我的上一个版本中,我研究了区块链三难困境。幸运的是,前面的问题与我们今天要讨论的内容完全相关,所以你不用管之前的文章。

  现在回到我们的主题:共识算法之间的主要区别是什么?即,与PoW、PoS和DBFT相比,它们的表现如何?每个共识机制都应该在特定的情况下使用吗?

  共识是什么?

  区块链共识算法对于验证分布式区块链平台的真实性至关重要,它是在相互不信任的参与者网络中建立一致性的过程。

  为了让区块链正常工作,节点需要对交易和块的状态达成一致。大多数情况下,交易要么被接受、拒绝,要么等待处理。共识算法允许节点(和挖掘硬件/软件)在以下方面达成一致:

  · 交易数据,例如金额和地址,

  · 块状态是指某个块有效或无效。

  从本质上讲,协商共识是指治理协商共识机制并确保其不可信任性质的一套规则。共识协议有三个关键的属性,其适用性和有效性可以通过这些属性来确定。

  共识算法的性质

  根据所使用的共识机制,覆盖协议可能更安全、去中心化或可伸缩。不管怎样,任何分布式共识学最重要的特性是安全性、活性和容错性。下面让我分别讨论一下:

  · 安全性:如果所有节点产生相同的输出,并且根据协议的规则,节点产生的输出是有效的,则共识协议是安全的。这也称为共享状态的共识性。

  · 活性:如果所有参与共识的非故障节点最终都产生一个值,则共识协议保证活性。

  · 容错:如果协商共识协议可以从参与协商共识的节点的故障中恢复,则协商共识协议提供容错。

  此外,每个可选的共识算法大多与一个开放或封闭的治理模型相关联。最典型的两个是:

  · 去中心化治理模型,社区参与决策过程。这可以通过向软件提交代码来改进共识机制,也可以通过在网络中进行交易来实现。最古老的加密货币包括比特币、以太坊和Dogecoin。

  · 集中式治理模型,通常由联邦共识表示。一个小团队拥有控制网络、交易和整体共识机制的权力。在这类项目中,排名前十的项目有很多,包括Stellar Lumens、Ripple和 Bitcoin Cash。

  顶级的区块链共识算法

  如前所述,有三种主要的协商共识算法。Proof-of-Work, Pow; Proof-of-Stake, PoS; 和DBFT或委托拜占庭容错。

  它们之间的主要区别如下:

  工作证明(PoW)基于加密计算,需要矿工花费精力来解决计算问题,以找到一个哈希值。哈希值越长,就越安全。

  基于每个参与者的权益关系证明(PoS)。PoS要求参与者押注一些代币,以便成为网络验证器。PoS被认为有两个主要问题。第一个问题是无权益关系问题,即即使参与者投票支持所有的区块,并且不遵守协议规则,他们也不能失去自己的权益关系。第二,远程攻击对PoS机的威胁较小。

  基于联邦共识授权拜占庭容错(DBFT),这意味着网络通过多个中央权威节点的协议达成共识。尽管这种共识算法允许在其上构建可伸缩的解决方案,但它会降低安全性和用户隐私,因为网络并不是真正去中心化的,而且有集中的故障点。

  结论

  每个共识机制都有不同的目的,通常与实现最大安全性、去中心化或可伸缩性相关。

  下面,我将继续介绍每种共识机制的核心内容。您将看到PoW是最安全的,而PoS是最去中心化的,DBFT是最可伸缩的。

  共识协议面临的主要权衡是集中和效率。还记得以前的困境吗?一个算法如何在保持安全性和分散性的同时创建一个可扩展的系统?

  决策过程越集中,决策的速度就越快,网络的可伸缩性就越大。另一方面,一个网络的集中度越低,达成共识的时间就越长。当股东之间的等级制度是扁平的,嘎的决策很难实现。虽然引入交易对手可能不是每个案例中的问题,但区块链技术的最初目标是在没有中介的情况下建立共识。矿工、语言者、目击者、代表或司徒都在某种程度上集中了这个系统。


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