區塊鏈提出幾種共識機制
A. 區塊鏈幾大共識機制及優缺點
首先,沒有一種共識機制是完美無缺的,各共識機制都有其優缺點,有些共識機制是為解決一些特定的問題而生。
1.pow( Proof of Work)工作量證明
一句話介紹:乾的越多,收的越多。
依賴機器進行數學運算來獲取記賬權,資源消耗相比其他共識機制高、可監管性弱,同時每次達成共識需要全網共同參與運算,性能效率比較低,容錯性方面允許全網50%節點出錯。
優點:
1)演算法簡單,容易實現;
2)節點間無需交換額外的信息即可達成共識;
3)破壞系統需要投入極大的成本;
缺點:
1)浪費能源;
2)區塊的確認時間難以縮短;
3)新的區塊鏈必須找到一種不同的散列演算法,否則就會面臨比特幣的算力攻擊;
4)容易產生分叉,需要等待多個確認;
5)永遠沒有最終性,需要檢查點機制來彌補最終性;
2.POS Proof of Stake,權益證明
一句話介紹:持有越多,獲得越多。
主要思想是節點記賬權的獲得難度與節點持有的權益成反比,相對於PoW,一定程度減少了數學運算帶來的資源消耗,性能也得到了相應的提升,但依然是基於哈希運算競爭獲取記賬權的方式,可監管性弱。該共識機制容錯性和PoW相同。它是Pow的一種升級共識機制,根據每個節點所佔代幣的比例和時間,等比例的降低挖礦難度,從而加快找隨機數的速度
優點:在一定程度上縮短了共識達成的時間;不再需要大量消耗能源挖礦。
缺點:還是需要挖礦,本質上沒有解決商業應用的痛點;所有的確認都只是一個概率上的表達,而不是一個確定性的事情,理論上有可能存在其他攻擊影響。例如,以太坊的DAO攻擊事件造成以太坊硬分叉,而ETC由此事件出現,事實上證明了此次硬分叉的失敗。
DPOS與POS原理相同,只是選了一些「人大代表」。
BitShares社區首先提出了DPoS機制。
與PoS的主要區別在於節點選舉若干代理人,由代理人驗證和記賬。其合規監管、性能、資源消耗和容錯性與PoS相似。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。
DPoS的工作原理為:
去中心化表示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。其挑戰是通過及時而高效的方法達到51%批准。為達到這個目標,每個股東可以將其投票權授予一名代表。獲票數最多的前100位代表按既定時間表輪流產生區塊。每名代表分配到一個時間段來生產區塊。所有的代表將收到等同於一個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。如果一個平均水平的區塊含有100股作為交易費,一名代表將獲得1股作為報酬。
網路延遲有可能使某些代表沒能及時廣播他們的區塊,而這將導致區塊鏈分叉。然而,這不太可能發生,因為製造區塊的代表可以與製造前後區塊的代表建立直接連接。建立這種與你之後的代表(也許也包括其後的那名代表)的直接連接是為了確保你能得到報酬。
該模式可以每30秒產生一個新區塊,並且在正常的網路條件下區塊鏈分叉的可能性極其小,即使發生也可以在幾分鍾內得到解決。
成為代表:
成為一名代表,你必須在網路上注冊你的公鑰,然後分配到一個32位的特有標識符。然後該標識符會被每筆交易數據的「頭部」引用。
授權選票:
每個錢包有一個參數設置窗口,在該窗口裡用戶可以選擇一個或更多的代表,並將其分級。一經設定,用戶所做的每筆交易將把選票從「輸入代表」轉移至「輸出代表」。一般情況下,用戶不會創建特別以投票為目的的交易,因為那將耗費他們一筆交易費。但在緊急情況下,某些用戶可能覺得通過支付費用這一更積極的方式來改變他們的投票是值得的。
保持代表誠實:
每個錢包將顯示一個狀態指示器,讓用戶知道他們的代表表現如何。如果他們錯過了太多的區塊,那麼系統將會推薦用戶去換一個新的代表。如果任何代表被發現簽發了一個無效的區塊,那麼所有標准錢包將在每個錢包進行更多交易前要求選出一個新代表。
抵抗攻擊:
在抵抗攻擊上,因為前100名代表所獲得的權力權是相同的,每名代表都有一份相等的投票權。因此,無法通過獲得超過1%的選票而將權力集中到一個單一代表上。因為只有100名代表,可以想像一個攻擊者對每名輪到生產區塊的代表依次進行拒絕服務攻擊。幸運的是,由於事實上每名代表的標識是其公鑰而非IP地址,這種特定攻擊的威脅很容易被減輕。這將使確定DDOS攻擊目標更為困難。而代表之間的潛在直接連接,將使妨礙他們生產區塊變得更為困難。
優點:大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量,可以達到秒級的共識驗證。
缺點:整個共識機制還是依賴於代幣,很多商業應用是不需要代幣存在的。
3.PBFT :Practical Byzantine Fault Tolerance,實用拜占庭容錯
介紹:在保證活性和安全性(liveness & safety)的前提下提供了(n-1)/3的容錯性。
在分布式計算上,不同的計算機透過訊息交換,嘗試達成共識;但有時候,系統上協調計算機(Coordinator / Commander)或成員計算機 (Member /Lieutanent)可能因系統錯誤並交換錯的訊息,導致影響最終的系統一致性。
拜占庭將軍問題就根據錯誤計算機的數量,尋找可能的解決辦法,這無法找到一個絕對的答案,但只可以用來驗證一個機制的有效程度。
而拜占庭問題的可能解決方法為:
在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決。其中,N為計算機總數,F為有問題計算機總數。信息在計算機間互相交換後,各計算機列出所有得到的信息,以大多數的結果作為解決辦法。
1)系統運轉可以脫離幣的存在,pbft演算法共識各節點由業務的參與方或者監管方組成,安全性與穩定性由業務相關方保證。
2)共識的時延大約在2~5秒鍾,基本達到商用實時處理的要求。
3)共識效率高,可滿足高頻交易量的需求。
缺點:
1)當有1/3或以上記賬人停止工作後,系統將無法提供服務;
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡,且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時,惡意記賬人可以使系統出現分叉,但是會留下密碼學證據
下面說兩個國產的吧~
4.dBFT: delegated BFT 授權拜占庭容錯演算法
介紹:小蟻採用的dBFT機制,是由權益來選出記賬人,然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識。
此演算法在PBFT基礎上進行了以下改進:
將C/S架構的請求響應模式,改進為適合P2P網路的對等節點模式;
將靜態的共識參與節點改進為可動態進入、退出的動態共識參與節點;
為共識參與節點的產生設計了一套基於持有權益比例的投票機制,通過投票決定共識參與節點(記賬節點);
在區塊鏈中引入數字證書,解決了投票中對記賬節點真實身份的認證問題。
優點:
1)專業化的記賬人;
2)可以容忍任何類型的錯誤;
3)記賬由多人協同完成,每一個區塊都有最終性,不會分叉;
4)演算法的可靠性有嚴格的數學證明;
缺點:
1)當有1/3或以上記賬人停止工作後,系統將無法提供服務;
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡,且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時,惡意記賬人可以使系統出現分叉,但是會留下密碼學證據;
以上總結來說,dBFT機制最核心的一點,就是最大限度地確保系統的最終性,使區塊鏈能夠適用於真正的金融應用場景。
5.POOL驗證池
基於傳統的分布式一致性技術,加上數據驗證機制。
優點:不需要代幣也可以工作,在成熟的分布式一致性演算法(Pasox、Raft)基礎上,實現秒級共識驗證。
缺點:去中心化程度不如bictoin;更適合多方參與的多中心商業模式。
B. 區塊鏈目前用到哪些共識機制它們各自的優缺點和適用范圍是什麼
目前主要有四大類共識機制:Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量證明,就是大家熟悉的挖礦,通過與或運算,計算出一個滿足規則的隨機數,即獲得本次記賬權,發出本輪需要記錄的數據,全網其它節點驗證後一起存儲;
優點:完全去中心化,節點自由進出;
缺點:目前bitcoin已經吸引全球大部分的算力,其它再用Pow共識機制的區塊鏈應用很難獲得相同的算力來保障自身的安全;挖礦造成大量的資源浪費;共識達成的周期較長,不適合商業應用
2、Pos權益證明,Pow的一種升級共識機制;根據每個節點所佔代幣的比例和時間;等比例的降低挖礦難度,從而加快找隨機數的速度。
優點:在一定程度上縮短了共識達成的時間
缺點:還是需要挖礦,本質上沒有解決商業應用的痛點
3、DPos股份授權證明機制,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。
優點:大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量,可以達到秒級的共識驗證
缺點:整個共識機制還是依賴於代幣,很多商業應用是不需要代幣存在的
4、Pool驗證池,基於傳統的分布式一致性技術,加上數據驗證機制;是目前行業鏈大范圍在使用的共識機制
優點:不需要代幣也可以工作,在成熟的分布式一致性演算法(Pasox、Raft)基礎上,實現秒級共識驗證;
缺點:去中心化程度不如bictoin;更適合多方參與的多中心商業模式
在使用共識機制,保證數據一致性時的巨大優勢(共識機制則是Ripple首先提出的,數據正確性優先的網路交易同步機制,在共識網路中,無論軟體代碼怎麼變動,無法取得共識就無法進入網路,更不要提分叉了)。
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PS:稍微自黑下,雖然共識機制絕對能確保任何時候都不會產生硬分叉。但是,這種機制的缺點也比較明顯,那就是要取得與其他節點的共識,明顯要比當前Bitcoin網路漫長的多。極端情況下,在Ripple共識機制網路中掉線的後果也是很恐怖的。
有可能你家停電一天,第二天整個系統就再也無法與其它Rippled節點取得共識了(共識機制事實上需要超過80%的節點承認了你的數據,你的提交才會被其它節點接受,否則就會被排它的拒絕連接),甚至只能清空自己全部500多GB數據重新同步才能連上其它Ripple節點。
所以目前來說,現有的Rippled端並不適合民用(商用的話影響就比較小,比如RL自己的Rippled節點託管在亞馬遜雲數據中心,長時間無響應是可以高額索賠的,而且那種地方除了大型災害幾乎不會斷),這也是RL一直想改進的方面之一。
C. 區塊鏈的靈魂的共識機制是什麼
區塊鏈,通俗地說,是一個去中心化的賬本。只是這個賬本與傳統賬本不同,不是由會計或少數幾個人來記賬,而是人人都可以參與記賬。而且,這個記賬需要一個大家都認可的規則,即「怎樣記賬才是有效」,而這個大家認可的規則就是區塊鏈的共識機制。
一大家人計劃去國外旅遊,通過商議後,選了泰國,那麼到泰國去旅遊就是你們家形成的共識。而商議的方式,是少數服從多數,而少數服從多數就是你們家確定旅遊目的地的共識機制。
同樣,PoW、PoS、DPoS,分別代表區塊鏈網路的三種主要記賬規則,它們的作用非常大,直接關繫到記賬權和相關收益的分配。不誇張地說,共識機制是區塊鏈的靈魂。
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D. 區塊鏈技術中的共識機制內容和作用是什麼
金窩窩分析區塊鏈技術中的共識機制如下:
區塊鏈是一種去中心化的分布式賬本系統,由於點對點網路下存在較高的網路延遲,各個節點所觀察到的交易事務先後順序不可能完全一致。
因此區塊鏈系統需要設計一種機制對在一定的時間內發生的事務的先後順序進行共識。這種對一個時間窗口內的事務的先後順序達成共識的演算法被稱為「共識機制」。
E. 怎樣正確的理解區塊鏈技術中的共識機制
重慶金窩窩網路分析如下:
區塊鏈是一種去中心化的分布式賬本系統,由於點對點網路下存在較高的網路延遲,各個節點所觀察到的事務先後順序不可能完全一致。
因此區塊鏈系統需要設計一種機制對在差不多時間內發生的事務的先後順序進行共識。
這種對一個時間窗口內的事務的先後順序達成共識的演算法被稱為「共識機制」。
F. 區塊鏈有幾種共識演算法
Ripple Consensus(瑞波共識演算法)
使一組節點能夠基於特殊節點列表達成共識。初始特殊節點列表就像一個俱樂部,要接納一個新成員,必須由51%的該俱樂部會員投票通過。共識遵循這核心成員的51%權力,外部人員則沒有影響力。由於該俱樂部由「中心化」開始,它將一直是「中心化的」,而如果它開始腐化,股東們什麼也做不了。
5、PBFT:Practical Byzantine Fault Tolerance(實用拜占庭容錯演算法)
PBFT是一種狀態機副本復制演算法,即服務作為狀態機進行建模,狀態機在分布式系統的不同節點進行副本復制。每個狀態機的副本都保存了服務的狀態,同時也實現了服務的操作。將所有的副本組成的集合使用大寫字母R表示,使用0到|R|-1的整數表示每一個副本。為了描述方便,假設|R|=3f+1,這里f是有可能失效的副本的最大個數。盡管可以存在多於3f+1個副本,但是額外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。
PBFT演算法主要特點如下:客戶端向主節點發送請求調用服務操作;主節點通過廣播將請求發送給其他副本;所有副本都執行請求並將結果發回客戶端;客戶端需要等待f+1個不同副本節點發回相同的結果,作為整個操作的最終結果。
G. 區塊鏈的共識機制是什麼
如何讓去中心化網路達成共識?
在區塊鏈系統當中,沒有一個像銀行一樣的中心化記賬機構,保證每一筆交易在所有記賬節點上的一致性,即讓全網達成共識至關重要。共識機制解決的就是這個問題。
目前主要的共識機制有工作量證明機制PoW和權益證明機制PoS。
PoW通過評估你的工作量來決定你獲得記賬權的機率,工作量越大,就越有可能獲得此次記賬機會。
PoS通過評估你持有代幣的數量和時長來決定你獲得記賬權的機率。這就類似於股票的分紅制度,持有股權相對多的人能夠獲得更多的分紅。
DPOS與POS原理相似,只是選了一些「人大代表」。 與PoS的主要區別在於節點選舉若干代理人,由代理人驗證和記賬。
隨著技術的發展,未來可能還會誕生更先進的共識機制。
H. 區塊鏈的共識機制是什麼優缺點有哪些
區塊鏈的共識機制有很多,說一個影響力最大的比特幣背後的pow共識機制,好處是安全 不可篡改 全球流通 缺點是速度太慢了 一秒鍾只能處理7筆交易
I. 區塊鏈共識機制有哪些
1.pow( Proof of Work)工作量證明
一句話介紹:乾的越多,收的越多。
2.POS Proof of Stake,權益證明
一句話介紹:持有越多,獲得越多。
3.PBFT :Practical Byzantine Fault Tolerance,實用拜占庭容錯
介紹:在保證活性和安全性(liveness & safety)的前提下提供了(n-1)/3的容錯性。
4.dBFT: delegated BFT 授權拜占庭容錯演算法
介紹:小蟻採用的dBFT機制,是由權益來選出記賬人,然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識。
5.POOL驗證池
基於傳統的分布式一致性技術,加上數據驗證機制。
智鏈ChainNova是一家做區塊鏈的公司,感覺挺不錯的,雖然不懂什麼哈希演算法,但還是知道一點點。