比特财经网《知识讲堂》：第四课·区块链的共识机制

近日，比特财经网一直在积极筹备一档名为《知识讲堂》的栏目，旨在为刚入门区块链行业的人士提供完整、清晰的区块链知识讲解服务。该栏目以微信社群为依托，采用了线上开课的形式，吸引了一大批对区块链行业有热情的粉丝学员。
12月11日晚上八点，比特财经网《知识讲堂》第四课·区块链的共识机制，开课了。本期的主讲是比特财经网首席分析师黄欣赞老师，让我们来看看这期的《知识讲堂》都有些什么内容吧！
直播内容整理：
主持人：比特财经网相关负责人
讲师：比特财经网首席分析师黄欣赞老师 以下为课程实录： 主持人：Hi，小伙伴们，晚上好！欢迎来到本期比特财经网《知识讲堂》，让我们请出比特财经网首席分析师黄欣赞老师，为我们做区块链知识分享吧！
  黄：各位朋友晚上好，我是欣赞。很高兴能够在今天再和各位相会。那么今天呢，会聊到我们整个区块链里面的一个关键核心点，那就是共识机制。共识机制，可能用一些比较专业的名词来去解释会有些困难。那么，我们还是以一些相对接地气的方式，来为各位介绍什么叫做共识机制。我们可以用生活中实际一些案例，比如说我们平常的开会来解释一下。公司召集各位员工开会，实际上是达成共识的一个过程。比如说我们今天要讨论A方案，在坐的百分之七十的人都已经同意了这个方案，这就可以说是达成了一个共识。但是通过会议这样的形式达成共识，却有一些无法把控的情况，也就是你不知道下面有多少人在阳奉阴违。那么，这也是在共识的这个理念之上，有一些缺憾的所在。区块链技术的伟大之处，就在于它的共识机制在去中心化的思想上解决了节点间互相信任的问题。区块链拥有众多节点并达到一种平衡状态，是因为共识机制。尽管密码学占据了区块链的半壁江山，但共识机制才是让区块链系统不断运行下去的关键。我们在了解区块链的共识机制之前，先来看一个古老的问题——拜占庭将军问题。拜占庭的故事要深入探讨的话，很显然今晚不是个好时机。今晚呢，我们就先来简单描述一下。在很久很久以前，有一个强大的帝国叫做拜占庭，它的军队非常强大，周围有10个小国家，饱受拜占庭帝国的欺压，但是，必须同一时间有6个以上的国家进攻才有可能打败拜占庭帝国，否则就一定会战败。这个时候，问题就出现了，古时候军队之间的通信完全依赖于人，如果一个国家的军队里有奸细，无论下令的将军还是传信的通信兵，都可能会使得另外9个国家受到假消息，从而造成作战失败。那么，如果你是其中一个小国的国王，你该如何判断一定会有另外5个以上的国家与你并肩作战呢？毕竟一个不小心，你就亡国了。

  正是由于以上这些问题，我们需要达成共识。区块链上的共识机制有多种，没有一种共识机制是完美无缺的，同时也意味着没有一种共识机制是适合所有应用场景的。目前，区块链的共识机制出现了很多种，以比特币为例的区块链共识机制解决方案，我们选取了其中五种比较有典型的共识机制来跟大家讲一讲。一、工作量证明（Proof of Work，简称PoW）。 我们圈内人士都知道，甚至包括有很多新手朋友都听说过，在比特币世界里，有矿工和挖矿的说法。挖矿的奖励机制是由全网矿工共同参与运算，当算力得出的结果和他本身预设的结果一致的时候，该矿工就获得了胜利。为什么这样机制可以达成共识呢？因为是大家共同努力，最终胜者优先的胜利者游戏。所以说，像这样的模式，它是完全可以达成共识的。因为大家都知道你赢了，所以你可以获得奖励。 PoW的优势是完全去中心化，节点自由进出。当然，现在由于PoW算力的中心化，很多人对PoW机制提出了质疑，其中被质疑最多的就是比特币的算力中心化问题。二、权益证明（Proof of Stake，简称PoS）。 PoS的主要理念是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相比PoW，其在一定程度上减少了数学运算，性能也得到了相应的提升。它是PoW的一种升级。 PoS的优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间;不再需要大量消耗能源去挖矿。同样，PoS也存在很多问题，如PoS相当于是大股东说了算，但如果大股东作恶怎么办？这也一直存在争议。
  三、股份授权证明（Delegate Proof of Stake,简称DPoS）。 DPoS与PoS的主要区别在于，其节点选举若干代理人，由代理人验证和记账，但其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，进行代理验证和记账。 DPoS的工作原理如下:每个股东按其持股比例拥有相应的影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的，其运作方式是通过及时而高效的方法，采用51%以上份额的股东投票来决定方案。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。 DPoS的优点: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。
DPoS的缺点:整个共识机制还是依赖于代币，而很多商业应用是不需要代币的。

四、Pool 验证池
这是一种基于传统的分布式一致性技术以及数据验证机制，是目前行业内大范围使用的共识机制。它的优缺点如下：
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) 的基础上，实现秒级共识验证。
缺点:去中心化程度不如比特币，更适合多方参与的多中心商业模式。五、瑞波共识机制（Ripple Consensus） 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%权力”，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。与比特币一样，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。
  五种区块链共识机制的对比，这边我们贴出一张图，以供大家更详细的了解。

虽然目前主流的区块链共识机制中绝大多数都是去中心化的，但本身仍存在一些缺点。还有少部分机构采用了半中心化或中心化的共识机制，而半中心化甚至中心化的共识机制是明显有违区块链的致性的，会使权力掌握在少数人手里，出现很多问题，信用机器也将因此崩毁。所以，区块链的共识机制还在不断地进步与发展中。
如今，世界还在等待一种新的共识机制——一种能让所有人都信服的共识机制。但这可能是一个哲学问题，或许世界上永远没有完美的共识机制。以上也就是我们今天的全部内容，帮助各位梳理了五种主流共识机制，欢迎各位继续收听后续内容，谢谢各位。 主持人：今晚的课程到这里就结束了，感谢黄老师的讲解。下期预告：区块链的分叉。区块链会分叉？怎么造成的？分叉后有什么影响吗？
下期比特财经网《知识讲堂》将为您分析区块链的分叉问题，敬请期待！