區(qū)塊鏈的價(jià)值源于共識(shí)機(jī)制

區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)，正是因?yàn)橛辛斯沧R(shí)機(jī)制，所以區(qū)塊鏈這個(gè)沒有中心的賬本系統(tǒng)才能夠正常運(yùn)行。

有中心的系統(tǒng)并不需要為達(dá)成共識(shí)傷腦筋，因?yàn)樗械膬?nèi)容都由中心負(fù)責(zé)發(fā)送，共識(shí)幾乎是一定的。而區(qū)塊鏈?zhǔn)菦]有中心的，只有各個(gè)區(qū)塊都達(dá)成共識(shí)，才能夠使它成為一個(gè)整體。所以共識(shí)機(jī)制對(duì)于區(qū)塊鏈來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，可以說(shuō)區(qū)塊鏈的價(jià)值源于共識(shí)機(jī)制，如果沒有共識(shí)機(jī)制就不會(huì)有區(qū)塊鏈。

共識(shí)機(jī)制是治理區(qū)塊鏈的一個(gè)方法，它結(jié)合了經(jīng)濟(jì)學(xué)、博弈論等多學(xué)科內(nèi)容，將區(qū)塊鏈的整個(gè)系統(tǒng)變成了一個(gè)整體，讓所有的節(jié)點(diǎn)都盡力去維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。共識(shí)機(jī)制最初是由中本聰在比特幣白皮書里面提出來(lái)的，然后隨著時(shí)間的推移，人們慢慢發(fā)現(xiàn)共識(shí)機(jī)制是分布式記賬的重要保障，它對(duì)于區(qū)塊鏈來(lái)說(shuō)非常重要，是區(qū)塊鏈能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

有了共識(shí)機(jī)制，在區(qū)塊鏈上產(chǎn)生交易的時(shí)候，需要大多數(shù)的區(qū)塊對(duì)交易信息進(jìn)行確認(rèn)，當(dāng)多數(shù)的區(qū)塊對(duì)交易信息認(rèn)可了，這個(gè)交易信息才有效。實(shí)際上，共識(shí)機(jī)制就是一種“少數(shù)服從多數(shù)”的機(jī)制。在這個(gè)機(jī)制當(dāng)中，每一個(gè)區(qū)塊都是平等的，不存在哪一個(gè)區(qū)塊是中心，所有的區(qū)塊都以一種平等的地位存在。這就像是在判決的時(shí)候，找很多人來(lái)投票，當(dāng)大多數(shù)人都投了同樣的票，得出的判決基本上就是公正的。

區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制讓區(qū)塊鏈能夠在一個(gè)公平、公開、公正的基礎(chǔ)上進(jìn)行交易，這讓交易變得透明，也讓人感到更加放心。通過(guò)這樣的機(jī)制，區(qū)塊鏈上的每一個(gè)區(qū)塊都可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，所有的區(qū)塊都能擁有一致的記錄內(nèi)容。

對(duì)于區(qū)塊鏈當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，少數(shù)服從多數(shù)的機(jī)制并不會(huì)因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量增多而變得有什么不同。而節(jié)點(diǎn)之間的競(jìng)爭(zhēng)也不僅僅只有少數(shù)服從多數(shù)，還包括了當(dāng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算能力不同時(shí)，低運(yùn)算能力的節(jié)點(diǎn)不如高運(yùn)算能力的節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。除此之外，一些權(quán)益憑證的數(shù)量以及其他能夠用來(lái)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的參數(shù)，都能夠增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)力。節(jié)點(diǎn)之間的地位是平等的，節(jié)點(diǎn)需要憑借自己的優(yōu)勢(shì)來(lái)獲得權(quán)利，或者贏得更多節(jié)點(diǎn)的認(rèn)可。

區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制有很多種，其中最為常見的主要是三種，分別是工作量證明、權(quán)益證明以及股份授權(quán)證明。

工作量證明

工作量證明即Proof of Work，簡(jiǎn)稱PoW。

平時(shí)在工作中，要看工作量一般需要看結(jié)果，所以如果想對(duì)工作量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這個(gè)過(guò)程通常效率比較低，而且往往比較繁瑣。區(qū)塊鏈的區(qū)塊在產(chǎn)生時(shí)，會(huì)使用PoW的機(jī)制，它的技術(shù)原理通常是哈希函數(shù)。輸入哈希函數(shù)的任意值n，就可以得到一個(gè)相應(yīng)的結(jié)果，而只要n變動(dòng)一個(gè)比特，就會(huì)引起雪崩效應(yīng)，所以想要從結(jié)果反推回n幾乎是不可能的。讓用戶去對(duì)結(jié)果特征進(jìn)行查找，就需要用戶做大量的運(yùn)算，于是工作量證明就有了。找到合理的區(qū)塊哈希值，就可以生成一個(gè)區(qū)塊。而這個(gè)尋找合理哈希值的過(guò)程，需要進(jìn)行大量的嘗試性計(jì)算。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)提供出合理的區(qū)塊哈希值，就證明它進(jìn)行了大量的計(jì)算工作。

PoW機(jī)制通過(guò)大量的運(yùn)算來(lái)取得記賬權(quán)，需要全網(wǎng)參與，這就會(huì)對(duì)資源造成很大的消耗，同時(shí)可監(jiān)管性也比較弱。不過(guò)它的共識(shí)機(jī)制高，容錯(cuò)性也很不錯(cuò)，能允許全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)率到50%。

權(quán)益證明

權(quán)益證明即Proof of Stake，簡(jiǎn)稱PoS。

在PoS機(jī)制下，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)持有的權(quán)益越多，它獲取記賬權(quán)的難度也就會(huì)越低。PoW需要節(jié)點(diǎn)給出一定的計(jì)算量，而PoS則需要節(jié)點(diǎn)提供一定的加密貨幣所有權(quán)。這可以讓達(dá)成共識(shí)的時(shí)間縮短，有效減少在運(yùn)算過(guò)程中產(chǎn)生的資源消耗問(wèn)題，使得區(qū)塊鏈的性能得到提升。不過(guò)，從本質(zhì)上看，PoS依舊要求節(jié)點(diǎn)進(jìn)行挖礦運(yùn)算。

與PoW相同，PoS也是使用哈希函數(shù)，讓節(jié)點(diǎn)通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)取得記賬權(quán)。它的容錯(cuò)性也很高，和PoW基本一樣。相對(duì)于PoW來(lái)說(shuō)，它算一種升級(jí)了的共識(shí)機(jī)制。不過(guò)，它的可監(jiān)管性也不強(qiáng)，同時(shí)它的安全性也不如PoW好。由于還是必須進(jìn)行挖礦運(yùn)算，所以和PoW一樣，PoS也沒能在根本上將區(qū)塊鏈在商業(yè)應(yīng)用方面的痛點(diǎn)解除。

股份授權(quán)證明

股份授權(quán)證明即Delegated Proof of Stake，簡(jiǎn)稱DPoS。

股份授權(quán)證明的形式類似于董事會(huì)的投票制度。以比特幣為例，即持幣人通過(guò)投票的方式選定一些節(jié)點(diǎn)，通過(guò)這些節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行代理工作，包括驗(yàn)證以及記賬。在競(jìng)選的過(guò)程中，為了鼓勵(lì)大家去競(jìng)選，系統(tǒng)會(huì)有一些獎(jiǎng)勵(lì)，通常獎(jiǎng)勵(lì)的內(nèi)容就是系統(tǒng)當(dāng)中相應(yīng)的代幣。

在DPoS的機(jī)制當(dāng)中，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)不能夠?qū)⒆约旱氖虑樽龊茫贾淼奈恢脜s無(wú)法履行自己的職責(zé)，就會(huì)有一些新的節(jié)點(diǎn)來(lái)取代它的位置。當(dāng)然，這個(gè)新的節(jié)點(diǎn)也是需要全網(wǎng)投票選出來(lái)的。

DPoS在容錯(cuò)性、資源消耗、監(jiān)管以及性能方面，和PoS差不多。根據(jù)持股比例的不同，DPoS中的不同股東擁有不同的影響力。當(dāng)有51%的股東在投票時(shí)達(dá)成了一致的意見，將會(huì)產(chǎn)生約束力，并且有不可逆的效果。為了能夠讓投票變得方便，每個(gè)股東都可以將自己的股票授權(quán)給一位代表，然后通過(guò)授權(quán)選出得票最多的100位代表。這些代表根據(jù)一個(gè)時(shí)間表來(lái)依次產(chǎn)生區(qū)塊，使區(qū)塊的產(chǎn)生變得更有秩序。

DPoS在區(qū)塊鏈處理數(shù)據(jù)的能力方面很不錯(cuò)，讓到賬時(shí)間變得更短，維護(hù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)也變得更加簡(jiǎn)單。DPoS不像PoW那樣在挖礦時(shí)消耗過(guò)多能源，也不像PoS有可能出現(xiàn)信任問(wèn)題。它的治理結(jié)構(gòu)很清楚，每一個(gè)股東的發(fā)言權(quán)都可以得到落實(shí)。不過(guò)，DPoS也存在一些缺點(diǎn)，比如投票積極性往往不高，對(duì)破壞節(jié)點(diǎn)的處理比較困難等。