区块链主流共识机制浅析

一、共识机制

区块链系统是一个分布式计算系统，即由许多节点（电脑）共同维护一个账本。区块链维护账本包括谁来更新新账本页，和在所有节点中同步账本。

共识机制就是在区块链系统内，让所有节点达到一个——由哪个节点来更新新账本页，并且其他节点会将自己的账本同步到该最新的账本页——的共同的决策方法论。

更专业的术语是，共识机制是决定哪个节点能出块的算法。矿工在什么样的规则下才会得到奖励，这样的规则在区块链中叫共识机制。

二、几种常见的共识机制

POW：Proof of Work，工作量证明。按劳分配，谁工作量多，谁拿的多。体现在谁的挖矿设备CPU、GPU等更牛逼。缺点就是太费电了，还污染环境。

POS：Proof of Stake，股权证明。按照持有此币的数量比例以及持有的时间，来进行发放利息，跟把钱存银行是类似的。优点是节能，不需要挖矿了。

POW+POS：把这两种机制进行结合。

DPOS：Delegated Proof of Stake，授权股权证明。持有币的人可以进行投票选举，选举出一些节点做为代表来记账，类似于全国人名代表大会制度。

PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错算法。链上所有人参与投票，结果按照拜占庭共识算法来处理。数学上有一个很有名的问题叫拜占庭将军问题，很有意思，大家可以度娘。

POI：Proof of Importance，重要性证明。使用账户重要性评分来分配记账权的概率。

POP：Proof of Participation，参与度证明。结合了DPOS与POI的思想。

SPoS：supernode proof-of-stake，即“超级节点权益证明”共识机制，是 POS 的发明人 Sunny King 在 2018 年 9 月提出。SPoS从数学角度重构底层，采用固定块间隔设计，可保证高TPS的同时保证出块稳定性。此外，SPoS引入的冷铸币及平均算法MAB避免了币权中心化，可让节点铸币权的竞争更公平。

三、共识机制挖矿成本及收益对比