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區塊鏈共識機制的目標

發布時間: 2022-05-16 16:52:34

『壹』 分布式共識包含哪三種方法

PoW 、PoS 、DPOW都是什麼意思?
說到區塊鏈,我們必然會談及它的共識機制。不了解區塊鏈的共識機制,就無法理解區塊鏈的真正意義。那麼,今日份的區塊鏈的共識機制了解一下?
共識機制是什麼?
什麼是共識?直取它的字面意思,就是"共同的認識".
人與人是不同的,這種不同不僅體現在身材、長相、能力,更體現在文化、觀點、想法、利益訴求等等方面。
共識,簡而言之,就是一個群體的成員在某一方面達成的一致意見。
我們了解到,信任是社會運轉中的一大痛點,銀行有自己的信用體系,過去的金融體系服務於只服務於極少的企業家,因為建立信用體系耗資巨大。後來支付寶有了芝麻信用,信用已經關繫到生活的很多方面,信用卡額度、花唄額度,芝麻信用高出國還可以免簽。我們正享受著信用給我們帶來的便捷。
區塊鏈本質是去中心化,去中心化的核心是共識機制,區塊鏈上的共識機制主要解決由誰來構造區塊,以及如何維護區塊鏈統一的問題。
區塊鏈共識機制的目標是使所有的誠實節點保存一致的區塊鏈視圖,同時滿足兩個性質:
1)一致性:所有誠實節點保存的區塊鏈的前綴部分完全相同。
2)有效性:由某誠實節點發布的信息終將被其他所有誠實節點記錄在自己的區塊鏈中。
區塊鏈的自信任主要體現於分布於區塊鏈中的用戶無須信任交易的另一方,也無須信任一個中心化的機構,只需要信任區塊鏈協議下的軟體系統即可實現交易。
共識機制是什麼?PoW 、PoS 、DPOW都是什麼意思?
共識機制的必要性?
分布式系統中,多個主機通過非同步通信方式組成網路集群。在這樣的一個非同步系統中,需要主機之間進行狀態復制,以保證每個主機達成一致的狀態共識。錯誤信息可能出現在非同步系統內並不斷傳播,因此需要在默認不可靠的非同步網路中定義容錯協議,以確保各主機達成安全可靠的狀態共識,這就是共識機制誕生的必要性。
這種自信任的前提是區塊鏈的共識機制(consensus),即在一個互不信任的市場中,要想使各節點達成一致的充分必要條件是每個節點出於對自身利益最大化的考慮,都會自發、誠實地遵守協議中預先設定的規則,判斷每一筆記錄的真實性,最終將判斷為真的記錄記入區塊鏈之中。attachments-2018-08-9yY7VRHa5b738e3d96021.jpg
換句話說,如果各節點具有各自獨立的利益並互相競爭,則這些節點幾乎不可能合謀欺騙你,而當節點們在網路中擁有公共信譽時,這一點體現得尤為明顯。區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學演算法,在機器之間建立"信任"網路,從而通過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。
當今區塊鏈的幾種共識機制介紹
區塊鏈上的共識機制有多種,但任何一種都不是完美無缺,或者說適用於所有應用場景的。
PoW 工作量證明
整個系統中每個節點為整個系統提供計算能力(簡稱算力),通過一個競爭機制,讓計算工作完成最出色的節點獲得系統的獎勵,即完成新生成貨幣的分配,簡單理解就是多勞多得,bitcoin、LTC等貨幣型區塊鏈就應用POW機制。
優點
完全去中心化節點自由進出,演算法簡單,容易實現破壞系統花費的成本巨大,只要網路破壞者的算力不超過網路總算力的50%,網路的交易狀態就能達成一致
缺點
浪費能源,這是最大的缺點區塊的確認時間難以縮短,如bitcoin每秒只能做7筆交易,不適合商業應用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bitcoin的算力攻擊對節點的性能網路環境要求高容易產生分叉,需要等待多個確認無法達成最終一致性
PoS 權益證明
也稱股權證明,類似於你把財產存在銀行,這種模式會根據你持有加密貨幣的數量和時間,分配給你相應的利息。
優點
對節點性能要求低,達成共識時間短
缺點
沒有最終一致性,需要檢查點機制來彌補最終性
DPOW 委託股權證明
DPOW是 PoS 的進化方案,在常規 PoW和 PoS 中,任何一個新加入的區塊,都需要被整個網路所有節點做確認,非常影響效率。
DPoS則類似於現代董事會的投票機制,通過選舉代表來進行投票和決策。被選舉出的n個記賬節點來做新區塊的創建、驗證、簽名和相互監督,這樣就極大地減少了區塊創建和確認所需要消耗的時間和算力成本。
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
犧牲了去中心化的概念,不適合公有鏈
PBFT 實用拜占庭容錯
實用拜占庭容錯機制是一種採用"許可投票、少數服從多數"來選舉領導者並進行記賬的共識機制,該共識機制允許拜占庭容錯,允許強監督節點參與,具備許可權分級能力,性能更高,耗能更低,而且每輪記賬都會由全網節點共同選舉領導者,允許33%的節點作惡,容錯率為33%.實用拜占庭容錯特別適合聯盟鏈的應用場景。
優點
會背離中心化,加密貨幣的存在及獎勵機制會產生馬太效應,讓社區中的窮者更窮,富者更富共識效率高,可實現高頻交易
缺點
當系統只剩下33%的節點運行時,系統會停止運行
dBFT 授權拜占庭容錯
這種機制是用權益來選出記賬人,然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法達成共識。授權拜占庭容錯機制最核心的一點,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。
優點
專業化的記賬人可以容忍任何類型的錯誤記賬由多人協同完成,每一個區塊都有最終性,不會分叉演算法的可靠性有嚴格的數學證明
缺點
當三分之一或以上記賬人停止工作後,系統將無法提供服務當三分之一或以上記賬人聯合作惡,可能會使系統出現分叉
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
不需要加密貨幣也可以工作,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bitcoin,更適合多方參與的多中心商業模式。
Paxos
這是一種傳統的分布式一致性演算法,是一種基於選舉領導者的共識機制。領導者節點擁有絕對許可權,並允許強監督節點參與,其性能高,資源消耗低。所有節點一般有線下准入機制,但選舉過程中不允許有作惡節點,不具備容錯性。
Paxos演算法中將節點分為三種類型:
proposer:提出一個提案,等待大家批准為結案。往往是客戶端擔任該角色
acceptor:負責對提案進行投票。往往是服務端擔任該角色
learner:被告知結案結果,並與之統一,不參與投票過程。可能為客戶端或服務端
Paxos 能保證在超過50%的正常節點存在時,系統能達成共識。
瑞波共識機制
瑞波共識演算法使一組節點能夠基於特殊節點列表形成共識,初始特殊節點列表就像一個俱樂部,要接納一個新成員,必須由該俱樂部51%的會員投票通過。共識遵循這些核心成員的"51%權利",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。與bitcoin及Peercoin一樣,瑞波系統將股東們與其投票權隔開,因此,它比其他系統更中心化。
Peercoin
Peercoin(點點幣,PPC),混合了POW工作量證明及POS權益證明方式,其中POW主要用於發行貨幣,未來預計隨著挖礦難度上升,產量降低,系統安全主要由POS維護。
在區塊鏈網路中,由於應用場景的不同,所設計的目標各異,不同的區塊鏈系統採用了不同的共識演算法。每種共識演算法都不是完美的,都有其優點和局限性。
區塊鏈解決了在不可信信道上傳輸可信信息、價值轉移的問題,而共識機制解決了區塊鏈如何分布式場景下達成一致性的問題。
雖然區塊鏈目前還處於發展的早期,行業發展還面臨著一些阻礙,但社會已經足夠多地認識到區塊鏈的價值,區塊鏈發展的腳步絕不會停滯不前,行業發展也定會找到突破阻礙的方法。

『貳』 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」。

『叄』 什麼是區塊鏈共識機制

通俗來說,共識機制在區塊鏈網路內起到決定誰負責生成新區塊以及維護區塊鏈統一的作用。在區塊鏈系統中,由於點對點網路下存在較高的網路延遲性,使得各個節點所觀察到交易事務的先後順序出現一定差異;因此這類系統里需要一套機制,以在差不多時間內對發生事務的先後順序達成共識。
目前區塊鏈的共識機制大致可以分為PoW(工作量證明)、PoS(權益證明)、DPoS(股份授權證明)以及分布式一致性演算法幾類。其中PoW是一種類似於「按勞分配」的機制,挖礦節點依賴機器進行數學運算來爭取產生新區塊的權力。目前除了比特幣之外,萊特幣以太坊等加密貨幣也採用了這種挖礦機制。
區塊鏈的應用領域有數字貨幣、通證、金融、防偽溯源、隱私保護、供應鏈、娛樂等等,區塊鏈、比特幣的火爆,不少相關的top域名都被注冊,對域名行業產生了比較大的影響。

『肆』 怎樣明白區塊鏈中的共識機制

所謂共識,簡單理解就是指大家都達成一致的意思。

在區塊鏈中,其實就是一個規則,每個節點都按照這個規則去確認各自的數據,最後維護整個網路的資料庫保持一致。

如果以生活中的例子來舉例的話,比如今天公司開個會議,但是由於老總不在,需要大家討論決定一個項目做與否。

在這么一個群龍無首的環境中?

『伍』 什麼是區塊鏈共識

所謂「共識機制」,是通過特殊節點的投票,在很短的時間內完成對交易的驗證和確認;對一筆交易,如果利益不相乾的若干個節點能夠達成共識,我們就可以認為全網對此也能夠達成共識。再通俗一點來講,如果中國一名微博大V、美國一名虛擬幣玩家、一名非洲留學生和一名歐洲旅行者互不相識,但他們都一致認為你是個好人,那麼基本上就可以斷定你這人還不壞。
區塊鏈作為一種按時間順序存儲數據的數據結構,可支持不同的共識機制。共識機制是區塊鏈技術的重要組件。區塊鏈共識機制的目標是使所有的誠實節點保存一致的區塊鏈視圖,同時滿足兩個性質:
1)一致性。所有誠實節點保存的區塊鏈的前綴部分完全相同。
2)有效性。由某誠實節點發布的信息終將被其他所有誠實節點記錄在自己的區塊鏈中。

『陸』 五分鍾了解共識機制

五分鍾了解共識機制
什麼是共識機制?
「共識機制是區塊鏈的靈魂。」這是業內經常能聽到的一句話,共識機制在區塊鏈中的地位可想而知。那麼到底什麼是共識機制呢?我們不妨從拜占庭將軍問題說起。
拜占庭位於如今的土耳其的伊斯坦布爾,是東羅馬帝國的首都。由於當時拜占庭羅馬帝國國土遼闊,為了防禦目的,每個軍隊都分隔很遠,將軍與將軍之間只能靠信差傳消息。在戰爭的時候,拜占庭軍隊內所有將軍和副官必須達成一致的共識,決定是否有贏的機會才去攻打敵人的陣營。但是,在軍隊內有可能存有叛徒和敵軍的間諜,左右將軍們的決定又擾亂整體軍隊的秩序。在進行共識時,結果並不代表大多數人的意見。這時候,在已知有成員謀反的情況下,其餘忠誠的將軍在不受叛徒的影響下如何達成一致的協議,拜占庭問題就此形成。
拜占庭將軍問題是一個協議問題,拜占庭帝國軍隊的將軍們必須全體一致的決定是否攻擊某一支敵軍。問題是這些將軍在地理上是分隔開來的,並且將軍中存在叛徒。叛徒可以任意行動以達到以下目標:欺騙某些將軍採取進攻行動;促成一個不是所有將軍都同意的決定,如當將軍們不希望進攻時促成進攻行動;或者迷惑某些將軍,使他們無法做出決定。如果叛徒達到了這些目的之一,則任何攻擊行動的結果都是註定要失敗的,只有完全達成一致的努力才能獲得勝利。
而這個問題該如何解決?中本聰的理念給出了一個比較好的答案:不能讓所有人都有資格發信息,而是給發信息設置了一個條件:「工作量」,將軍們同時做一道計算題,誰先算完,誰才能獲得給其他小國發信息的資格。而其他小國在收到信息後,必須採用加密技術進行簽字蓋戳,以確認身份。然後再繼續做題,做對題的再繼續發消息……對這種先後順序達成共識的演算法,就是共識機制。
共識機制的作用
區塊鏈作為一種按時間順序存儲數據的數據結構,可支持不同的共識機制。在區塊鏈上,每個人都會有一份記錄鏈上所有交易的賬本,鏈上產生一筆新的交易時,每個人接收到這個信息的時間是不一樣的,有些想要干壞事的人就有可能在這時發布一些錯誤的信息,這時就需要一個人把所有人接收到的信息進行驗證,最後公布最正確的信息。
共識機制是區塊鏈技術的重要組件。它就像一本法典,維系著區塊鏈世界的正常運轉,使得區塊鏈技術自帶改善世界的光芒,也是讓區塊鏈得以被全世界逐步接受和認可的最大幕後功臣,它讓互聯網、陌生人之間,在沒有第三方作為信用背書的情況下發生的一切交易變成可能,它賦予了機械的代碼以人性和溫度。
共識機制的類別
目前的共識機制主要有POW、POS、DPOS、PBFT、dBFT、Pool驗證池。
POW,就是人們熟悉的比特幣挖礦,通過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。可實現完全去中心化,節點自由進出。乾的越多,收的越多。
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,以此等比例的挖礦難度,從而加快找隨機數的速度。持有越多,獲得越多
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。
PBFT ,Practical Byzantine Fault Tolerance,實用拜占庭容錯演算法,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。
dBFT,delegated BFT 授權拜占庭容錯演算法,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。
Pool驗證池,基於傳統的分布式一致性技術建立,並輔之以數據驗證機制,是目前區塊鏈中廣泛使用的一種共識機制。Pool驗證池不需要依賴代幣就可以工作,在成熟的分布式一致性演算法(Pasox、Raft)基礎之上,可以實現秒級共識驗證,更適合有多方參與的多中心商業模式。
現有共識機制存在問題
目前現有的共識機制都不算完美,在一些實際應用場景弊端很多。
A、計算能力浪費
在工作量證明機制POW中,猜數字最快的通常是電腦計算能力強的。超強的計算能級僅用來猜數字,實在是浪費。
B、權益向頂層集中
在權益證明機制POS中,token的余額越多的人獲得公示信息的概率越高,公示人會得到一定的token作為獎勵,如此持有token多的人會越來越多,少的人越來越少。
C、作惡成本低下
在靠算力與權益的的多少來獲得公示信息的權利的模式當中,當算力和權益向少數人集中之後,這些少數人如果想要做一些違反規則的事情是輕而易舉的;在PBFT中,由所有人投票,如果一個沒有任何token余額的人想要搗亂,那他幾乎是完全沒有利益損失。
D、對於真正的去中心化構成威脅
在工作量證明機制中,計算能力越強,獲得記錄權利的概率就越高。如果有人把很多人集中在一起來猜數字,把好多電腦的算力加在一起來用,那這些抱團的人就會更容易獲得公示信息的權利,發展到最後可能公示權就直接掌握在這些人手裡。
在權益證明機制POS中,權益越大的人獲得記錄權利的概率越高,而記錄的人就會有獎勵token ,這樣一來這些人就會越來越富有,貧富差距就會越來越大。持有token少的人幾乎都沒有話語權了。權利掌握在少數人手中,這有違區塊鏈去中心化理念。

『柒』 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。

鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑,推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革,構建應用型、復合型人才培養體系。

『捌』 什麼是共識機制

共識機制,簡單說就是在一個時間段內對事物的前後順序達成共識的一種演算法。

在區塊鏈上,共識機制就像一個國家的法律,維系著區塊鏈世界的正常運轉。在區塊鏈上,每個人都會有一份記錄鏈上所有交易的賬本,鏈上產生一筆新的交易時,每個人接收到這個信息的時間是不一樣的,有些想要干壞事的人就有可能在這時發布一些錯誤的信息,這時就需要一個人把所有人接收到的信息進行驗證,最後公布最正確的信息。

目前,常用的共識機制有三種:

1、工作量證明機制(Proof of Work - PoW)是我們最熟知的一種共識機制。就如字面的解釋,PoW就是工作越多,收益越大。這里的工作就是猜數字,誰能最快的猜出這個唯一的數字,誰就能做信息公示人。

2、權益證明機制(Proof of Stake-PoS)也屬於一種共識證明,它類似股權憑證和投票系統,因此也叫「股權證明演算法」。由持有最多(token)的人來公示最終信息。

3、拜占庭共識演算法(Practical Byzantine Fault Tolerance- PBFT)也是一種常見的共識證明。它與之前兩種都不相同,PBFT以計算為基礎,也沒有代幣獎勵。由鏈上所有人參與投票,少於(N-1)/3個節點反對時就獲得公示信息的權利。

『玖』 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。

『拾』 區塊鏈應用前景有哪些呢

區塊鏈應用前景主要在金融領域、物聯網和物流領域、公共服務領域、數字版權領域、保險領域。

1、區塊鏈在國際匯兌、信用證、股權登記和證券交易所等金融領域有著潛在的巨大應用前景。區塊鏈技術應用在金融行業中,能夠省去第三方中介環節,實現點對點的直接對接。

2、區塊鏈在物聯網和物流領域也可以天然結合,該領域被認為是區塊鏈一個很有前景的應用方向。在區塊鏈中建立信用資源,可雙重提高交易的安全性,並提高物聯網交易便利程度。為智能物流模式應用節約時間成本。

3、區塊鏈在公共管理、能源、交通等領域都與民眾的生產生活息息相關。區塊鏈提供的去中心化的完全分布式DNS服務通過網路中各個節點之間的點對點數據傳輸服務就能實現域名的查詢和解析。

4、通過區塊鏈技術,可以對作品進行鑒權,證明文字、視頻、音頻等作品的存在,保證權屬的真實、唯一性。作品在區塊鏈上被確權後,後續交易都會進行實時記錄,實現數字版權全生命周期管理,也可作為司法取證中的技術性保障。

5、在保險理賠方面,保險機構負責資金歸集、投資、理賠,往往管理和運營成本較高。通過智能合約的應用,既無需投保人申請,也無需保險公司批准,只要觸發理賠條件,實現保單自動理賠。

(10)區塊鏈共識機制的目標擴展閱讀:

區塊鏈的核心技術

1、共識機制,通過特殊節點的投票,在很短的時間內完成對交易的驗證和確認;對一筆交易,如果利益不相乾的若干個節點能夠達成共識,就可以認為全網對此也能夠達成共識。區塊鏈共識機制的目標是使所有的誠實節點保存一致的區塊鏈視圖。

2、非對稱加密,需要兩個密鑰來進行加密和解密,這兩個密鑰是公開密鑰和私有密鑰。公開密鑰與私有密鑰相對應,在對數據的加密過程中使用了公開密鑰,只有使用相對應的私有密鑰才能解密;反之在對數據進行加密時使用了私有密鑰,也只有使用與之相對應的公開密鑰才能解密。

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