区块链“共识机制”难?这么说不信你不懂!

进入今天主题之前,大家先来思考下面两个问题:

区块链网络上的陌生人为什么会承认区块的有效性?

他们为什么愿意帮助记账?

我们知道,区块链网络是一个完全靠陌生人节点记账和维护的网络空间。因此,必然存在某种神秘的东西,让这些素未谋面的人按照同一个“世界规则”去办事。那这种神秘的东西究竟是什么呢?

答案是“共识机制”。

有人说,共识机制就是区块链世界的法律,让区块链得以正常运作。

共识机制具有一种神奇的力量,它让全网节点达成共识、创造出区块链上的trustless(免信任的)记账机构,保证每笔交易在所有记账节点上的一致性。

下面简单介绍一下主要的三大共识机制:PoW,PoS和DPoS。

01

PoW(Proof of Work,工作量证明)

工作量证明,指大家只认你挖矿贡献的有效工作量。电脑性能越好,挖矿时间越长,获得的回报也越多。

PoW机制的代表是:比特币。

在挖矿过程中,矿工需要经过大量的计算(哈希碰撞),去试出一个正确的区块哈希值。一台普通家用电脑对比一台矿机,就像蚂蚁和大象的区别,按照现在全网的算力分配和挖矿难度,普通电脑只能一边凉快去。

02

PoS(Proof of Stake,权益证明)

权益证明,通俗一点就是:有“钱”真的了不起!Stake在英文中还有“股份”的意思,因此,我们可以把权益证明机制简单理解为:股份越多,话语权越大。

PoS和上面的PoW有相似之处,均是通过哈希运算竞争记账权;但PoS记账权与账户的币龄(即权益)呈正相关。在PoS机制下,各节点通过币龄证明自己有记账资格。

币龄=代币数量 x 持有代币的时间,每个代币每天产生1币龄。

PoS机制的代表是以太坊(第四个阶段)。假设你的账户持有100个以太币10天,那么你的币龄=100 x 10 = 1000。这时,你获得记账权的概率就是100币龄节点的10倍。

03

DPoS(Delegated Proof of Stake,委任权益证明)

DPoS有时也译作:股份授权证明,它与PoS原理相似,区别就在于这个“Delegated”(委任的、委派的);也就是说,就像全班同学选班干部,DPoS是全网节点选出代表进行记账。

每个持币者都可以参与投票,票数最高的前XX名被选为代表(或称“见证人”)。代表数量有限(一般是奇数个),因此他们会互相竞争来获得记账的工作。例如DPoS共识算法的代表维基链(WICC),所有的持币地址投票选出11个记账代表,各个记账代表按既定时间表轮流产生区块。

如果代表主动降低获得的收入,他们就可以吸引更多人的投票。

大致了解过PoW、PoS和DPoS三个共识算法,现在我们可以开始了解为什么人们愿意甚至会主动去争夺记账权了。

记账权背后的奖励机制

以比特币为例,历史上第一个比特币区块诞生于2009年1月3日,叫做创世区块(Genesis Block)。一直到2012年11月,每挖出一个区块,就能获得50个比特币奖励+该区块内所有交易的手续费。每四年奖励减半,2016年底奖励25个比特币+所有交易的手续费,时至今日,奖励虽然只有12.5个比特币+所有交易的手续费,但按照今日比特币价格44,000RMB计算,一个区块价值四、五十万,也是相当不菲!

不同的区块链有不同的奖励机制,例如以太坊的奖励机制就更复杂了,但这不在今天文章的科普范围。

回到最初的问题

区块链网络上的陌生人为什么承认区块的有效性?

正是因为有共识机制这一“区块链世界的法律”,它让全网节点达成共识,因而保证了每笔交易在所有记账节点上的一致性。

为什么各节点愿意帮助记账?

因为世界的趋利本质,而记账活动本身就可以带来丰厚的激励。

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