4.2 公有鏈的常用共識機制

就目前而言，公有鏈里的共識機制設計主要圍繞去中心化和增強激勵，目前的許多新型區塊鏈體系，支持可插拔的共識機制模塊，可以根據應用場景和需求，切換使用不同的共識機制。

保持主鏈的“唯一性”，對公有鏈來說至關重要，因為這是解決“雙重支付”問題的關鍵：為了避免雙重支付的出現，就應當獲悉所有歷史交易信息，以確保這筆交易與此前的歷史不發生沖突。如何在雙方信息不對稱、不確定的環境下，使得交易仍可順利進行，這就是“拜占庭將軍問題”。

比特幣的PoW（Proof of Work，工作量證明）機制通過以下途徑來解決拜占庭將軍問題：

● 維持周期循環，保證節點步調一致：調整難度來保證網絡一直需要花費10分鐘找到一個數學難題的解，并產生一個新區塊。在這10分鐘內，網絡上的參與者發送交易信息并完成交易，最后才會廣播區塊信息，這樣就杜絕了節點無限制、無規律地發送命令的狀態。

● 通過算力競賽，確保新區塊由單個節點生成：比特幣通過時間戳和電子簽名，確保在某一個時間段內只有一個（或少數幾個，這時屬于分叉現象）節點可挖出新區塊。

● 通過區塊鏈，使用一個共同賬本：比特幣網絡中的各個節點，在每個循環周期內是信息同步的。

事實上，無論采取什么樣的方式，只要保證時間統一、步調一致、單點廣播、一個鏈條就能解決加密貨幣這種分布式系統的拜占庭將軍問題。

PoS作為另一種共識機制，礦工掌握的加密貨幣數量占比等于其挖出新區塊的概率。這會導致首富賬戶的權力更大，有可能支配記賬權，也會造成權益越來越中心化，但是PoS確實大大減少了挖礦的能源成本。長遠來看，可能會有更多的幣種向PoS方向發展。

除了以上兩種比較常見的基本的主流共識機制，目前的公有鏈共識機制的創新點在于兩者之間的混合，從而在保留去中心化特征的同時提高數據處理的效率。例如以Decred為代表的PoW/PoS混合共識：挖礦的過程和比特幣類似，也需要完成一定量的工作量證明，但是在達成共識的環節有所區別，不同于比特幣需要全網節點來驗證區塊，最終以最長的鏈為主鏈，混合機制引入PoS投票來決定剛挖出的區塊是否有效，大大提高了驗證的速度。除此以外還有以Hcash為代表的PoW/PoS混合共識，結合雙層鏈結構。將PoW難度分成兩級，分別發布在兩條鏈上，使得PoW礦工和PoS礦工都能參與系統共識并發揮作用。