深入探討區(qū)塊鏈各種共識(shí)機(jī)制

這篇文章我們將進(jìn)一步深入探討各種共識(shí)機(jī)制，最近這些機(jī)制引起了廣泛的關(guān)注，并被證明是共識(shí)問(wèn)題的有價(jià)值的繼承者。這些算法在理論上運(yùn)行得很好，但還沒(méi)有付諸實(shí)踐。

消逝時(shí)間證明（Proof of Elapsed Time）：

眾所周知，在芯片制造商英特爾（Intel）創(chuàng)立之初，這種算法就被喬布斯使用過(guò)，但能耗卻要低得多。它是一種算法，通常用于被許可的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)來(lái)決定采礦權(quán)或網(wǎng)絡(luò)上的塊贏家。它基于彩票系統(tǒng)的公平原則，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有均等的機(jī)會(huì)成為贏家，并且這些機(jī)會(huì)公平地分布在盡可能多的參與者中。

該算法要求網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)參與節(jié)點(diǎn)在定時(shí)器上等待一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間量，第一個(gè)完成指定等待時(shí)間的節(jié)點(diǎn)為新塊的贏家。網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)基本上都是在隨機(jī)產(chǎn)生的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，而第一個(gè)醒來(lái)的節(jié)點(diǎn)，也就是睡眠時(shí)間最短的節(jié)點(diǎn)，醒來(lái)時(shí)向區(qū)塊鏈提交一個(gè)新的塊。

消逝時(shí)間證明的設(shè)計(jì)是為了創(chuàng)建一個(gè)公平的共識(shí)模型，重點(diǎn)在于效率。其特點(diǎn)是以一種新的CPU指令形式的硬件支持，來(lái)實(shí)現(xiàn)算法以合法方式驗(yàn)證指揮者的目標(biāo)。這允許應(yīng)用程序執(zhí)行可信的代碼，并確保滿(mǎn)足兩個(gè)需求——隨機(jī)選擇參與者的等待時(shí)間和通過(guò)贏得參與者真正完成等待時(shí)間。

優(yōu)點(diǎn)：非常節(jié)能，不需要昂貴的硬件

缺點(diǎn)：結(jié)算結(jié)束后用戶(hù)需要等待，以確定他們的交易將被記錄

權(quán)威證明（Proof of Authority）：

權(quán)威證明作為一種算法被引入，它在真正的分布式網(wǎng)絡(luò)上提供即時(shí)的事務(wù)和完整的共識(shí)。事務(wù)和塊基本上由經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的帳戶(hù)（也稱(chēng)為驗(yàn)證器）進(jìn)行驗(yàn)證。這些驗(yàn)證器運(yùn)行軟件，允許它們將事務(wù)放在一個(gè)自動(dòng)化的進(jìn)程中的塊中。權(quán)威的證明讓個(gè)人獲得成為驗(yàn)證者的權(quán)利，這給了他們保持他們已經(jīng)獲得的地位的動(dòng)力。當(dāng)系統(tǒng)將聲譽(yù)附加到身份時(shí)，驗(yàn)證器會(huì)受到激勵(lì)來(lái)支持事務(wù)過(guò)程，因?yàn)樗鼈儾幌Ｍ约旱纳矸莞郊拥截?fù)面聲譽(yù)上。

由于要通過(guò)公證考試，申請(qǐng)人的身份很難獲得。這些考試不只是基于無(wú)犯罪記錄和良好的道德標(biāo)準(zhǔn)，還要求參與者的承諾。

該算法只允許來(lái)自任何一個(gè)驗(yàn)證器的非連續(xù)塊批準(zhǔn)，從而將嚴(yán)重?fù)p害的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

優(yōu)點(diǎn)： 成本低和安全

缺點(diǎn)：需要確保驗(yàn)證器的獨(dú)立性

帶寬證明（Proof of Bandwidth）：

這個(gè)算法使用了有獎(jiǎng)傳遞的概念，有獎(jiǎng)傳遞與它們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬貢獻(xiàn)成正比。也有惡意傳遞的情況，可能導(dǎo)致不正確的自我報(bào)告他們的帶寬，因此有一個(gè)帶寬速度測(cè)量方案，用來(lái)確定每個(gè)傳遞貢獻(xiàn)了多少。

這種測(cè)量過(guò)程是連續(xù)進(jìn)行的，而共識(shí)是周期性形成的。實(shí)體銀行負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和跟蹤每個(gè)傳遞的帶寬貢獻(xiàn)，其中貨幣是使用盲簽名構(gòu)造的，這樣銀行就不能將貨幣跟蹤到特定的傳遞。

然后，這些傳遞使用它們的貨幣從銀行購(gòu)買(mǎi)有保證的贏家貨幣，通過(guò)將傳入的購(gòu)買(mǎi)請(qǐng)求匹配到銀行維護(hù)的以前使用過(guò)的貨幣數(shù)據(jù)庫(kù)，避免了雙倍的支出。

優(yōu)點(diǎn)：使用此方案的貨幣的易用性和靈活性

缺點(diǎn)：惡意傳遞的安全問(wèn)題，可能會(huì)發(fā)送有關(guān)其他傳遞的不適當(dāng)信息以提升自己

受歡迎的貨幣：TorCoin

結(jié)論：

在現(xiàn)階段，尋找理想的共識(shí)機(jī)制仍是一項(xiàng)未完成的工作。我們總是可以預(yù)期，改進(jìn)成本、效率和可伸縮性等因素將是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，這將在未來(lái)幾年帶來(lái)一些有趣的進(jìn)展。必須在分散、處理速度和效率之間取得平衡，這將永遠(yuǎn)是每一個(gè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。區(qū)塊鏈獲得的傳播越廣，隨著其使用的增加，共識(shí)機(jī)制也會(huì)發(fā)生同樣的變化，因?yàn)樗鼈儗㈦S著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。

還有很多的熱詞在今年被創(chuàng)造出來(lái)，例如燃燒證明和能力證明。我們?cè)谇耙黄恼轮杏懻撨^(guò)，我們知道，消逝時(shí)間證明已合法合法的進(jìn)入巨頭英特爾區(qū)塊鏈社區(qū)。

至于哪一種確切的共識(shí)機(jī)制將主宰未來(lái)，由于市場(chǎng)的演變，以及隨著市場(chǎng)的演變，對(duì)占主導(dǎo)地位的貨幣需要一種適當(dāng)?shù)墓沧R(shí)機(jī)制，目前還沒(méi)有確定的預(yù)測(cè)方法。這一爭(zhēng)論可以從本文中對(duì)各種共識(shí)機(jī)制的比較分析中總結(jié)出來(lái)。

在查看區(qū)塊鏈以解決業(yè)務(wù)問(wèn)題時(shí)，在確定使用正確的平臺(tái)和正確的共識(shí)模型之前，必須查看預(yù)期網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、參與者之間的關(guān)系以及功能和非功能方面（如性能和機(jī)密性）?！?/p>

有很多關(guān)于共識(shí)機(jī)制的討論，這些機(jī)制不使用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)處理大多數(shù)異步事務(wù)。它們被稱(chēng)為DAGs（有向無(wú)環(huán)圖），以Iota、Hashgraph、Railblocks/Nano等形式有大量的實(shí)現(xiàn)，所有這些都使用DAG共識(shí)算法來(lái)構(gòu)建自己的協(xié)議。