去中心化共识机制
Ⅰ 分布式共识包含哪三种方法
PoW 、PoS 、DPOW都是什么意思?
说到区块链,我们必然会谈及它的共识机制。不了解区块链的共识机制,就无法理解区块链的真正意义。那么,今日份的区块链的共识机制了解一下?
共识机制是什么?
什么是共识?直取它的字面意思,就是"共同的认识".
人与人是不同的,这种不同不仅体现在身材、长相、能力,更体现在文化、观点、想法、利益诉求等等方面。
共识,简而言之,就是一个群体的成员在某一方面达成的一致意见。
我们了解到,信任是社会运转中的一大痛点,银行有自己的信用体系,过去的金融体系服务于只服务于极少的企业家,因为建立信用体系耗资巨大。后来支付宝有了芝麻信用,信用已经关系到生活的很多方面,信用卡额度、花呗额度,芝麻信用高出国还可以免签。我们正享受着信用给我们带来的便捷。
区块链本质是去中心化,去中心化的核心是共识机制,区块链上的共识机制主要解决由谁来构造区块,以及如何维护区块链统一的问题。
区块链共识机制的目标是使所有的诚实节点保存一致的区块链视图,同时满足两个性质:
1)一致性:所有诚实节点保存的区块链的前缀部分完全相同。
2)有效性:由某诚实节点发布的信息终将被其他所有诚实节点记录在自己的区块链中。
区块链的自信任主要体现于分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方,也无须信任一个中心化的机构,只需要信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。
共识机制是什么?PoW 、PoS 、DPOW都是什么意思?
共识机制的必要性?
分布式系统中,多个主机通过异步通信方式组成网络集群。在这样的一个异步系统中,需要主机之间进行状态复制,以保证每个主机达成一致的状态共识。错误信息可能出现在异步系统内并不断传播,因此需要在默认不可靠的异步网络中定义容错协议,以确保各主机达成安全可靠的状态共识,这就是共识机制诞生的必要性。
这种自信任的前提是区块链的共识机制(consensus),即在一个互不信任的市场中,要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑,都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则,判断每一笔记录的真实性,最终将判断为真的记录记入区块链之中。attachments-2018-08-9yY7VRHa5b738e3d96021.jpg
换句话说,如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争,则这些节点几乎不可能合谋欺骗你,而当节点们在网络中拥有公共信誉时,这一点体现得尤为明显。区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立"信任"网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。
当今区块链的几种共识机制介绍
区块链上的共识机制有多种,但任何一种都不是完美无缺,或者说适用于所有应用场景的。
PoW 工作量证明
整个系统中每个节点为整个系统提供计算能力(简称算力),通过一个竞争机制,让计算工作完成最出色的节点获得系统的奖励,即完成新生成货币的分配,简单理解就是多劳多得,bitcoin、LTC等货币型区块链就应用POW机制。
优点
完全去中心化节点自由进出,算法简单,容易实现破坏系统花费的成本巨大,只要网络破坏者的算力不超过网络总算力的50%,网络的交易状态就能达成一致
缺点
浪费能源,这是最大的缺点区块的确认时间难以缩短,如bitcoin每秒只能做7笔交易,不适合商业应用新的区块链必须找到一种不同的散列算法,否则就会面临bitcoin的算力攻击对节点的性能网络环境要求高容易产生分叉,需要等待多个确认无法达成最终一致性
PoS 权益证明
也称股权证明,类似于你把财产存在银行,这种模式会根据你持有加密货币的数量和时间,分配给你相应的利息。
优点
对节点性能要求低,达成共识时间短
缺点
没有最终一致性,需要检查点机制来弥补最终性
DPOW 委托股权证明
DPOW是 PoS 的进化方案,在常规 PoW和 PoS 中,任何一个新加入的区块,都需要被整个网络所有节点做确认,非常影响效率。
DPoS则类似于现代董事会的投票机制,通过选举代表来进行投票和决策。被选举出的n个记账节点来做新区块的创建、验证、签名和相互监督,这样就极大地减少了区块创建和确认所需要消耗的时间和算力成本。
优点
大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证
缺点
牺牲了去中心化的概念,不适合公有链
PBFT 实用拜占庭容错
实用拜占庭容错机制是一种采用"许可投票、少数服从多数"来选举领导者并进行记账的共识机制,该共识机制允许拜占庭容错,允许强监督节点参与,具备权限分级能力,性能更高,耗能更低,而且每轮记账都会由全网节点共同选举领导者,允许33%的节点作恶,容错率为33%.实用拜占庭容错特别适合联盟链的应用场景。
优点
会背离中心化,加密货币的存在及奖励机制会产生马太效应,让社区中的穷者更穷,富者更富共识效率高,可实现高频交易
缺点
当系统只剩下33%的节点运行时,系统会停止运行
dBFT 授权拜占庭容错
这种机制是用权益来选出记账人,然后记账人之间通过拜占庭容错算法达成共识。授权拜占庭容错机制最核心的一点,就是最大限度地确保系统的最终性,使区块链能够适用于真正的金融应用场景。
优点
专业化的记账人可以容忍任何类型的错误记账由多人协同完成,每一个区块都有最终性,不会分叉算法的可靠性有严格的数学证明
缺点
当三分之一或以上记账人停止工作后,系统将无法提供服务当三分之一或以上记账人联合作恶,可能会使系统出现分叉
Pool 验证池
基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证机制。
优点
不需要加密货币也可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础上,实现秒级共识验证。
缺点
去中心化程度不如bitcoin,更适合多方参与的多中心商业模式。
Paxos
这是一种传统的分布式一致性算法,是一种基于选举领导者的共识机制。领导者节点拥有绝对权限,并允许强监督节点参与,其性能高,资源消耗低。所有节点一般有线下准入机制,但选举过程中不允许有作恶节点,不具备容错性。
Paxos算法中将节点分为三种类型:
proposer:提出一个提案,等待大家批准为结案。往往是客户端担任该角色
acceptor:负责对提案进行投票。往往是服务端担任该角色
learner:被告知结案结果,并与之统一,不参与投票过程。可能为客户端或服务端
Paxos 能保证在超过50%的正常节点存在时,系统能达成共识。
瑞波共识机制
瑞波共识算法使一组节点能够基于特殊节点列表形成共识,初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由该俱乐部51%的会员投票通过。共识遵循这些核心成员的"51%权利",外部人员则没有影响力。由于该俱乐部由中心化开始,它将一直是中心化的,而如果它开始腐化,股东们什么也做不了。与bitcoin及Peercoin一样,瑞波系统将股东们与其投票权隔开,因此,它比其他系统更中心化。
Peercoin
Peercoin(点点币,PPC),混合了POW工作量证明及POS权益证明方式,其中POW主要用于发行货币,未来预计随着挖矿难度上升,产量降低,系统安全主要由POS维护。
在区块链网络中,由于应用场景的不同,所设计的目标各异,不同的区块链系统采用了不同的共识算法。每种共识算法都不是完美的,都有其优点和局限性。
区块链解决了在不可信信道上传输可信信息、价值转移的问题,而共识机制解决了区块链如何分布式场景下达成一致性的问题。
虽然区块链目前还处于发展的早期,行业发展还面临着一些阻碍,但社会已经足够多地认识到区块链的价值,区块链发展的脚步绝不会停滞不前,行业发展也定会找到突破阻碍的方法。
Ⅱ T-Chain 共识机制的基本决定参数
? 去中心化治理:单一中央机构不能提供交易不可改变性。
? 节点结构: 节点通过既定方式来交换信息,可分多个阶段或 层级。
? 身份验证:此流程验证参与者的身份。
? 完整性:验证交易的完整性,如通过加密算法。
? 不可否认性:验证假定发送者确实发送了信息。
? 隐私性: 协助确保只有既定接收人才能读取信息。
? 容错性:即使某些节点或服务器失效或运行减慢,网络仍能 高效、快速地行。
? 性能:包括吞吐量、实时性、可扩展性和延迟
Ⅲ 区块链目前用到哪些共识机制它们各自的优缺点和适用范围是什么
目前主要有四大类共识机制:Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量证明,就是大家熟悉的挖矿,通过与或运算,计算出一个满足规则的随机数,即获得本次记账权,发出本轮需要记录的数据,全网其它节点验证后一起存储;
优点:完全去中心化,节点自由进出;
缺点:目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力,其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全;挖矿造成大量的资源浪费;共识达成的周期较长,不适合商业应用
2、Pos权益证明,Pow的一种升级共识机制;根据每个节点所占代币的比例和时间;等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度。
优点:在一定程度上缩短了共识达成的时间
缺点:还是需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点
3、DPos股份授权证明机制,类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。
优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证
缺点:整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的
4、Pool验证池,基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证机制;是目前行业链大范围在使用的共识机制
优点:不需要代币也可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础上,实现秒级共识验证;
缺点:去中心化程度不如bictoin;更适合多方参与的多中心商业模式
在使用共识机制,保证数据一致性时的巨大优势(共识机制则是Ripple首先提出的,数据正确性优先的网络交易同步机制,在共识网络中,无论软件代码怎么变动,无法取得共识就无法进入网络,更不要提分叉了)。
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PS:稍微自黑下,虽然共识机制绝对能确保任何时候都不会产生硬分叉。但是,这种机制的缺点也比较明显,那就是要取得与其他节点的共识,明显要比当前Bitcoin网络漫长的多。极端情况下,在Ripple共识机制网络中掉线的后果也是很恐怖的。
有可能你家停电一天,第二天整个系统就再也无法与其它Rippled节点取得共识了(共识机制事实上需要超过80%的节点承认了你的数据,你的提交才会被其它节点接受,否则就会被排它的拒绝连接),甚至只能清空自己全部500多GB数据重新同步才能连上其它Ripple节点。
所以目前来说,现有的Rippled端并不适合民用(商用的话影响就比较小,比如RL自己的Rippled节点托管在亚马逊云数据中心,长时间无响应是可以高额索赔的,而且那种地方除了大型灾害几乎不会断),这也是RL一直想改进的方面之一。
Ⅳ 什么是区块链的共识机制
区块链是一种去中心化的分布式账本系统,它可以用于登记和发行数字化资产、产权凭证、积分等,并以点对点的方式进行转账、支付和交易。区块链系统与传统的中心化账本系统相比,具有完全公开、不可篡改、防止多重支付等优点,并且不依赖于任何的可信第三方。
由于点对点网络下存在较高的网络延迟,各个节点所观察到的事务先后顺序不可能完全一致。因此区块链系统需要设计一种机制对在差不多时间内发生的事务的先后顺序进行共识。这种对一个时间窗口内的事务的先后顺序达成共识的算法被称为“共识机制”。
-----知链(chainknow)
Ⅳ “去中心化”是什么意思
直译:去中心化就是不要中心,
引申义:随着主体对客体的相互作用的深入和认知机能的不断平衡、认知结构的不断完善,个体能从自我中心状态中解除出来,皮亚杰称之为去中心化。
节点之间彼此可... 这种开放式、扁平化、平等性的系统现象或结构,我们称之为去中心化。
Ⅵ 区块链“去中心化”到底是指什么
举个栗子吧,拿区块链网络互助平台同心互助来讲,去中心化在这平台的表现是:
公开透明
公开透明,区块链上记录的所有信息一旦记录很难篡改、无法隐藏,用户随时可以查阅,通俗的说,只要加入计划后实名认证了,区块链就会生成节点,记录这人的加入时间,以及其他信息,谁都不可能修改(包括平台)
永不宕机
基于公有链的区块链,不受任何机构或者个人的影响,只要激励机制有效,互联网存在,区块链就存在。通俗的说,既然平台服务人员不在,平台机器就一直工作。
民主决策
自下而上的决策,区块链提出多种不同的共识机制,帮助用户有效的形成自下而上的决策,共同参与重大决策。通俗的说,平台如果想修改一个东西,比如计划内容是必须要超过半数人参与投票后才可进行,或者说申请互助人员需要互助金在公示时,超过半数人都不同意,那么平台就不给通过。
Ⅶ NULS的POC共识与POS和DPOS共识机制有和区别
POC:(Proof-Of-Credit)信用共识机制,由NULS团队首创并运用,共识机制为:节点信用达标的情况下,锁定一定保证金即可加入共识,共识节点重新排序后每轮轮流出块,退出共识时保证金解锁。NULS的POC分为委托共识和节点共识,委托共识抵押2000NULS,节点共识抵押20000NULS。节点建立者维护节点,收取委托共识的部分佣金,共同维护NULS主网节点健康运行。
POC共识机制综合了POW/POS/DPOS的优势特点,把区块链中难以统一的去中心化、效率、一致性在不同方向上的特点做到了更好的协调。
1、去中心化:在POC共识机制的中,没有节点数量的硬性限制,节点的数量是动态的,任何满足条件的都可以加入节点,这里每一个出块节点都类似POW中的矿池,通过持有权益的方式来加入这个矿池中共识。在POW中矿池根据算力来获得记账权益,在POC中,所有的矿池获得记账权的机会是随机对等的,这使得POC共识机制的节点分布相对更去中心化。
2、效率:影响区块链网络效率的两个关键因素是节点分布广泛的程度和提供节点的硬件网络资源。在协调这两个参数中,POC共识机制引入了信用系数机制,直接会影响到节点的稳定,所以每一个节点以及参与到这个节点的委托人都会做出对网络最有利的选择,保证节点能高效稳定的提供服务,另外通过权益的方式来加入节点共识,使得节点的数量会在一定的区间内浮动,可以通过更改激励参数来调节,参数一定的情况下市场会进行自动的调节。在这些节点中,融入了DPOS的随机排序后出块原则,保证了网络的的安全和高效,可提供较高的TPS承载能力。
3、一致性:在POC共识机制中,全员皆可以参与共识,节点只能向参与者收取一定的手续费,所有的人参与共识的机会是均等的,获得的激励根据权益和节点信用系数来决定的。节点和所有的参与者都会为了提供稳定的节点服务达成共识。
Ⅷ 区块链技术中的共识机制内容和作用是什么
金窝窝分析区块链技术中的共识机制如下:
区块链是一种去中心化的分布式账本系统,由于点对点网络下存在较高的网络延迟,各个节点所观察到的交易事务先后顺序不可能完全一致。
因此区块链系统需要设计一种机制对在一定的时间内发生的事务的先后顺序进行共识。这种对一个时间窗口内的事务的先后顺序达成共识的算法被称为“共识机制”。
Ⅸ DPOS、POR哪种共识机制更好
1.共识机制是什么在一个去中心化的结构体系中,由于各个参与方的地位是平等的,当出现分歧的时候,如何达成共识就成了问题。所以,一个设计精妙、实际操作起来简单的共识机制是一个分布式的体系能够顺利自运转下去的关键所在。简而言之,共识机制就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法,是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制。