金少的区块链日记第60话——小白们的区块链之旅(六)——共识机制

Hello,我是少年。

我记得刚开始写日记的时候,写过一篇“区块链的本质,是共赢”的文章,那时候很多小伙伴在下面留言表示看不懂。完全可以理解,当时确实也是想到什么写什么,但之所以写这么早也是有原因的。

尽管大家接触区块链时间还不是很长,但多多少少都有听过“共识机制”吧。如果说区块链的基础是共识,那么区块链的灵魂就是共识机制。

共识机制可以说是区块链“社会”的最高“宪法”,是这套体系的游戏规则。

某个区块链表现出的是“原始社会”、“封建社会”“资本主义社会”还是“共产主义社会”,就体现在其最初选定的共识机制。

简而言之,区块链上的共识机制主要解决的是:一个群体的成员如何就“由谁来构造区块”以及“如何维护区块链统一”等问题达成一致意见,说到底还是解决信任问题。

目前大家最熟悉的共识机制,就是前几天说的“工作量证明机制(ProofofWork, PoW)”,也就是挖矿。没了解过的小伙伴可以回去翻一下。比特币(BTC)、莱特币(LTC)、比原链(BTM)等应用的就是这一机制。

总的来说,PoW体现的是一种类似于原始社会或共产主义社会的“按劳分配”理念。网络中所有的节点凭借自己掌握的算力,解决一道哈希数学题,而这个过程又是单纯的体力劳动。只有第一个找到答案的矿工才会获得奖励。

在之前的文章中我就提到过,前三大ISP互联网服务提供商控制着全球至少60%的比特币网络节点。而我们知道,如果单个或一群旷工的算力总和达到全网算力的51%,那他们就可以有效的控制整个系统网络,会有数据篡改的风险。

如果这三大矿池联合起来,那他们就彻底拥有了主导比特币系统的发言权,可以随意加入欺诈交易。

这就是大家所俗知的:51%攻击。这也是PoW中最致命的弱点。

为了解决这一问题,我们必须寻找一种新的算法来作为第二选择,它需要与PoW一样有效,甚至更好。

于是在2011年的时候,有人提出了一个全新的解决方案——权益证明机制(Proof of Stake, PoS)。目前使用PoS机制的加密货币有达世币(DASH)、小蚁币(NEO)、未来币(NXT)等。

PoS机制类似于资本主义社会,拥有资本、股权的人掌握主导权。PoS采用的是一种全新的记账方式:选举模式,会从区块链网络中随机选取一个节点来验证新的区块。因此,在PoS中并没有旷工这个概念,而是将旷工变为了验证人。

当然,验证者必须满足一些条件。首先必须要向区块链网络中存入一定数量的代币作为股份,你也可以将其视为保证金。而股份越大,你能验证到下一个区块的概率也就越大

比如,我存入了5000元作为锁仓,Emily存入了50000元作为锁仓,而且我们是同一天开始存入锁仓的,那Emily被选中拥有下一个区块验证权的可能性就要比我大10倍。

但这也不是绝对的,因为PoS中还有另外一个概念叫币龄。比如,我存入了5000元,并已锁仓30天,那我的币龄就是5000X30=150000。你能否获得下一次的验证权,主要还是取决于你的币龄。

币龄越高,能获得下一次验证权的概率也就越大

拥有验证权的节点需对新区块中的所有交易进行逐个验证。如果一切正常,那这个节点就会对该区块进行签名,并将它添加到区块链中,随后会获得一定数量的代币奖励,就这么简单。

由于并不需要计算哈希数学题,区块的验证会变得很快捷,新区块的生成速度相对于PoW来说也是高很多个量级。

其次,由于没有挖矿这个概念,普通的计算机就能满足PoS的日常运营需求,也不会再因为比拼算力造成大量的资源浪费。所以,相对于PoW,配置一个PoS节点的成本要低得多

这一点可以让PoS更快普及,让更多的人参与其中,建立自己的节点,使网络更加去中心化,同时也能更加安全。

PoS还有一个很重要的优势,就是大大降低了51%攻击的可能性

拿DASH举例:如果你想发起51%的攻击,那你至少要能买到51%的DASH股份,也就是至少10亿美元的流动资金,可想而知这成本该有多高。

那能否先联合几个大的持仓者迅速抢占51%的股份,然后一起攻击PoS系统呢?听起来是挺可行的,但实际并非那么容易。

因为,如果有验证者提交了欺诈交易,就会失去作为验证者的资格。其次,我们前面也提到了,股份是需要锁仓的。一旦有节点被验证出进行了欺诈交易,那锁定在网络中的代币也将会全部销毁。

所以一旦发起PoS网络攻击,也会给自己造成巨大的利益损失,风险极高

但是,相信聪明的小伙伴也发现了,PoS机制是有利于富人的。一旦富人被选取成为验证者的次数越多,那他们就会越有钱,交易就会越频繁,而这又会再次增加他们被选中的概率。

而且你仔细想想,其实在PoW机制中也存在这样的问题,前三大ISP不正是富人的代表吗?

不用急,办法总比问题多。我们还有另外一个特别重要的机制,下一篇文章再为大家解答。

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