为什么共识机制是区块链的核心问题

共识机制是区块链的核心问题，所有区块链都会采用共识机制来同步去中心化网络。 毫不夸张地说，在区块链领域，一切都是围绕着共识展开的。 共识机制之于区块链，就像法律之于国家。 那么，共识机制到底是什么？

所谓共识机制是分布式系统中的一个过程，用于在涉及多个不可靠节点的网络中实现所有节点之间的数据一致性，并就某个提案达成一致。 不同的共识机制各有优缺点。 现在主要是根据安全性、可扩展性、TPS性能、资​​源消耗来判断一个共识机制的优劣。

虽然目前的区块链项目如过江之鲫，但主流的共识机制无非就那么几种。 让我们一一分析。 相信看完之后，你会对共识机制有自己的理解。

最常见的共识机制是 PoW 和 PoS。

PoW（Proof of work）即工作量证明机制。 PoW机制是比特币等需要挖矿的货币的通用机制。 对于重复性小概率事件，结果的产生同时证明了工作量。 具体到应用上，就是干的越多，收益越大。

这种思维在我们的生活中被广泛应用。 比如最近很火的“吃鸡”游戏（PUBG Mobile）比特币的两个核心问题，不管作弊，玩家存活到游戏结束的概率都非常小。 如果一个人最近“吃鸡”多，那基本可以证明他的实力，大概率不是运气。

或者关于运动技能的掌握，通常都是工作的证明。 一个三分球准的篮球射手，必然要花大量的时间练习投篮，因为工作量和技术的熟练程度是正相关的。

PoS（Proof of stake）是一种权益证明机制。 与 PoW 不同，PoS 币不需要被开采。 它会在创世块中写入权益证明，直接证明你的份额。 简而言之，你拥有 1% 的股权，这与你在 PoW 中拥有 1% 的算力具有相同的效果。

这两种机制在保证安全性方面各有特点。

在PoW机制中，由于获得激励的概率大致等于拥有的算力，此时说谎的收益明显低于诚实挖矿的收益。 在这种机制下，比特币的安全主要取决于矿工，与持有者无关。

PoS 的安全机制是股东不会杀死自己的钱。 在这种机制下，不拥有 PoS 权益的人无法对链本身构成威胁。 其安全性取决于持有者，与其他因素无关。

PoW 和 PoS 都不是完美的。 前者是赢家通吃的游戏，会造成大量的算力被浪费，而后者则根本不公平，少数人以极低的成本获得大量的加密货币，并且能够新获得PoS 受 PoS 已经持有的绝对限制的限制。

在PoS机制的基础上，诞生了DPoS机制。 原理上与PoS类似，区别在于前面的D，类似于董事会投票。 以EOS为例，所有持币地址共选举出21个超级节点行使记账权。 如果在规定的时间内记账失败，网络将选择新的节点来代替他们。

这样做的好处是大大减少了参与验证记账的节点数量。 比特币的区块生成时间为十分钟，而EOS号称形成共识的速度可以达到秒级。

但缺点是去中心化程度不够，只能算是弱中心化，不是真正的去中心化。 此外，绝大多数代币持有者根本不关心投票，缺乏投票所需的时间、经验和技能。

PBFT（PractICal Byzantine Fault Tolerance）即实用拜占庭容错算法。 它主要基于法定多数的决定。 一个节点代表一票，拜占庭容错演算是以少数服从多数的方式实现的。

优点在于在保证灵活性和安全性的前提下，最大允许(n-1)/3个故障节点的容错。 缺点是当1/3或更多记账员停止工作时比特币的两个核心问题，系统将无法提供服务。