在上期欄目中，我們介紹了“拜占庭將軍問題”，並由此引出了區塊鏈中很重要的概念——共識機制。
所謂“共識機制”，簡單來說，就是為解決區塊鏈去中心化的信任問題，而採取的一種技術手段。要全面理解共識機制，我們首先要解釋一下，為什麼區塊鏈中需要存在這種機制。
共識機制存在的意義
在傳統的中心化存儲結構中，各方的共識是由中心機構來決定的，或者說，中心化存儲不存在所謂的共識，各參與方只需要按照中心繫統下達的命令執行就OK了。
比如你要加入某個協會，就必須按照協會的規定，在特定的時間、讓指定的人帶上相應的證件、繳納相應費用，如果不照做，就可能無法註冊，也就無法加入這個中心化體系。
而在去中心化、弱中心化的結構體系中，由於各個參與方地位平等，當出現分歧的時候，通過協商達成統一的規則，就叫共識機制。
所以，共識機制存在的意義，就是找出解決達成共識的依據，使去中心化體系能夠共同維護同一個賬本。
最重要的兩種共識機制：PoW、PoS
先說一下比特幣的挖礦行為。所有比特幣礦工進行挖礦的行為，相當於彼此以競賽的方式解一道難度極大的哈希運算題，誰最先算出結果，誰就擁有率先記賬的權力，並把這一頁賬本同步給區塊鏈上的其他人，也就能獲得新區塊中相應比特幣的獎勵。
1、PoW（Proof of Work），即“工作量證明”
如果一個礦工能夠最先計算出正確結果，說明TA付出了巨大的工作量，是一個有權利記賬的人，因此其他人也會同意他同步到鏈上的賬本。這種依靠“工作量”來證明記賬權，其他人能達成共識的機制就叫“工作量證明”，英文簡稱“PoW”。說白了，就是乾的越多，能夠獲得記賬的概率越大。
2、PoS（Proof of Stake，），即“權益證明”
“權益證明”根據曠工在這個網絡裡擁有的“幣”的數量，來競爭記賬的權力。你持有的幣越多，記賬權力的獲取概率就越大。
你可能會問，在這個PoS共識機制下，我集中買入大量的幣，是不是就能獲得極高的記賬權？事實並不是這麼簡單，這裡存在一個“幣齡”的概念。
比如老金給你轉了1枚比特幣，這筆交易被打包在了第40萬個區塊高度，這個幣你一直沒花，而現在的區塊高度是48萬，那麼你這枚比特幣的幣齡就是48-40=8萬，你的權益能力是8萬*1枚=8萬。
如果比特幣全網的幣齡是1000億，那麼你進行記賬並獲得獎勵的概率是一千萬分之八。所以準確的說，PoS是你擁有越多的幣且幣齡越久時，你獲得記賬權的概率就越大。
PoW與PoS孰優孰劣？
作為兩種主流的共識機制，PoW與PoS孰優孰劣呢？
PoW“工作量證明”的優點是完全自由化，區塊鏈節點可以自由進出。比特幣採取的就是PoW機制。
但PoW資源消耗相對更多，同時每次達成共識需要全網共同參與運算，性能效率較低，容錯性方面則允許全網50%節點出錯。
PoS“權益證明”的優點是相對節省電能消耗，同時也能在一定程度上縮短了達成共識的時間。由於新幣理論上的負總髮行量，就“合作博弈論”的觀點來看，PoS算法更能減少因自私挖礦攻擊而造成的系統弱點。
但PoS相當於“大股東”掌握話語權，如果大股東選擇作惡怎麼辦？這也是PoS被市場質疑的原因。
目前，越來越多的區塊鏈項目拋棄單一的工作量或權益證明，開始實行工作量證明+權益證明的“混合共識機制”。比如根據以太坊的設計規劃，後期的共識機制會由工作量證明轉換成權益證明。
其他共識機制
除了PoW與PoS之外，區塊鏈市場中還存在以下幾種共識機制。
1、DPoS（Delegate Proof of Stake）：股份授權證明
DPoS在性能、資源消耗和容錯性與PoS相似，主要區別在於，其節點要選舉若干代理人，由代理人進行驗證和記賬，類似於董事會投票，持幣者投出一定數量的節點，代理他們進行驗證和記賬。每個股東按其持股比例擁有影響力，51%股東投票的結果將是不可逆且有約束力的。
DPoS每30秒產生一個新區塊，在正常條件下，區塊鏈分叉的可能性極其小，這樣就可以大幅縮小參與驗證和記賬的節點的數量，達到秒級的共識驗證。
2、Ripple Consensus：瑞波共識機制
通過瑞波共識機制，一組節點能夠基於特殊節點列表達成共識。
初始的特殊節點列表就像一個俱樂部，要接納一個新成員，必須由當前該俱樂部中51%以上的會員投票通過。與比特幣和點點幣一樣，瑞波系統將股東們與其投票權隔開，並因此比其他系統更中心化。
3、Pool：驗證池
這是一種基於傳統的分佈式一致性技術，加上數據驗證的機制，是目前行業鏈大範圍在使用的共識機制。
其優點是不需要代幣也可以工作，在成熟的分佈式一致性算法基礎上，實現秒級共識驗證。缺點是去中心化程度不如比特幣，更適合多方參與的多中心商業模式。
總體來說，共識機制為一個算法上的難題提供瞭解決方案，保證了絕大多數節點的一致性，是區塊鏈與數字貨幣得以正常運行的關鍵。那在您看來，您更推崇上述哪種共識機制呢？歡迎交流！
閱讀更多 金投手 的文章
