三分钟了解比特币区块链有哪些共识机制

cosmeshare zb网 2022-03-12 18:30:12 比特币区块链 bt

  比特币因为去中心化被大家熟知,去中心化的属性决定了比特币系统内不存在绝对权威,因此,对比特币系统进行升级显得尤其困难,甚至有人担心比特币升级缓慢而被其他货币取代,也有人认为,比特币越难被升级,就意味着它去中心化程度越高。而在虚拟货币领域,没有什么事情比去中心化程度更值钱,于是比特币自然而然地雄霸虚拟货币榜首。

  比特币因为去中心化被大家熟知,去中心化的属性决定了比特币系统内不存在绝对权威,因此,对比特币系统进行升级显得尤其困难,甚至有人担心比特币升级缓慢而被其他货币取代,也有人认为,比特币越难被升级,就意味着它去中心化程度越高。而在虚拟货币领域,没有什么事情比去中心化程度更值钱,于是比特币自然而然地雄霸虚拟货币榜首。

  在比特币的系统升级中,有一个常常大家忽视的问题,那就是比特币的共识规则,共识,简而言之就是系统中所有正确节点都同意某个决定,达成共识。我们都知道比特币系统实际上是一个去中心化的分布式账本,那么账本就要保证一致性,也就是要保证每一笔交易在所有记账节点上的一致性,让全网都达成共识。

  比特币系统就是在全网中维护一个区块链,区块链的长度随时间的增加而增加,这个区块链中每个区块需要得到全网节点的共识才能添加到区块链中,我们知道区块链是去中心化分布式记账技术,在区块链系统当中,没有一个像银行一样的中心化记账机构,如何保证每一笔交易在所有记账节点上的一致性呢?共识机制解决的就是这个问题,因此也可以说共识机制是区块链的灵魂。目前比较常见的共识机制有:工作量证明POW(Proof of Work)、权益证明POS(Proof of Stake)。

  比特币网络是公开的,因此一致性协议的稳定性和防攻击性十分关键,比特币区块链采用了POW的机制来实现一致性选择,通过POW如何在全网达成共识呢?

  工作量证明(POW)的实质是:尝试大量的随机数来进行哈希运算,保证在一段时间内,系统中只能出现少数合法提案。具体是找到一个随机数加入块头中,计算区块的块头的哈希值,使得计算的哈希结果小于或等于块头中目标值,公式:H(block header + nonce) =target。

  由于POW共识机制是根据算力来竞争记账权的,所以POW能够对恶意节点进行防范, 参与POW计算比赛的人,将付出不小的经济成本(硬件、电力、维护等)。当没有成为首个算出的“幸运儿”时,这些成本都将被沉没掉。这也保障了,如果有人恶意破坏,则需要付出大量的经济成本。

  为了弥补工作量证明能源消耗巨大的问题,有人发明了权益证明共识机制(POS),以手中所持有的币的数量来决定获得记账权的几率。POS的逻辑是谁拥有的代币数量多,谁就有机会获得记账权限。

  POW机制下,挖矿难度和算力关系小,和持币量和时间关系最大,因此没有电力消耗的高成本。而且,只要持有币就可以获得收益也可以让区块链参与者获得可观的利息收入,POS的优点是不再动用大量的资源去计算,从而大大缩短了达成共识的时间,而且节省了电力等资源,但缺点也很明显:有钱人,也就是持币数量多的人更容易获得记账权,这会使共识机制成为有钱人的游戏,也就失去了公正性。

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