區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù) 課件 6.1區(qū)塊鏈共識(shí)的概念與特點(diǎn)

區(qū)塊鏈共識(shí)的概念與特點(diǎn)目錄什么是區(qū)塊鏈共識(shí)共識(shí)機(jī)制的分類區(qū)塊鏈中常見的共識(shí)機(jī)制共識(shí)機(jī)制的特點(diǎn)什么是區(qū)塊鏈共識(shí)共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈的核心基石，是區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全性的重要保障。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)去中心化的系統(tǒng)，共識(shí)機(jī)制通過數(shù)學(xué)的方式，讓分散在全球各地成千上萬的節(jié)點(diǎn)就區(qū)塊的創(chuàng)建達(dá)成一致的意見。共識(shí)機(jī)制中還包含了促使區(qū)塊鏈系統(tǒng)有效運(yùn)轉(zhuǎn)的激勵(lì)機(jī)制，是區(qū)塊鏈建立信任的基礎(chǔ)。共識(shí)機(jī)制的分類根據(jù)共識(shí)算法解決問題的方式，我們可以大致將其分為兩類：驗(yàn)證型共識(shí)算法投票型共識(shí)算法除了根據(jù)共識(shí)的實(shí)現(xiàn)來分類，我們還可以通過對(duì)共識(shí)機(jī)制是否是拜占庭容錯(cuò)來進(jìn)行分類。而像PBFT，dPOS,Tendermint等，都是拜占庭容錯(cuò)。共識(shí)機(jī)制的分類區(qū)塊鏈公鏈常用的共識(shí)機(jī)制有POW、POS、DPOS、BFT以及多種機(jī)制混合而成的共識(shí)機(jī)制等。共識(shí)是指系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致的過程，而分布式系統(tǒng)的一致性體現(xiàn)在三個(gè)方面:

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最終性(Termination):所有進(jìn)程最終會(huì)在有限步數(shù)中結(jié)束并選取一個(gè)值,算法不會(huì)無盡執(zhí)行下去。

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統(tǒng)一性(Agreement):所有進(jìn)程必須同意同一個(gè)值。

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合法性(Validity):輸出內(nèi)容是輸入內(nèi)容按照系統(tǒng)規(guī)則生成的，且輸出內(nèi)容合法。區(qū)塊鏈中常見的共識(shí)機(jī)制1.Pow工作量證明2.PoS權(quán)益證明3.DPoS委托權(quán)益證明4.容量證明/空間和時(shí)間證明

5.唯一節(jié)點(diǎn)列表(UNL)6.已用時(shí)間證明7.權(quán)威證明8.有向無環(huán)圖共識(shí)機(jī)制的特點(diǎn)例如：POW共識(shí)機(jī)制比特幣采用的POW工作量證明共識(shí)機(jī)制，在生成區(qū)塊時(shí)，系統(tǒng)讓所有節(jié)點(diǎn)公平地去計(jì)算一個(gè)隨機(jī)數(shù)，最先尋找到隨機(jī)數(shù)的節(jié)點(diǎn)即是這個(gè)區(qū)塊的生產(chǎn)者，并獲得相應(yīng)的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)。因此，比特幣的POW共識(shí)機(jī)制門檻很低，無需中心化權(quán)威的許可，人人都可以參與，并且每一個(gè)參與者都無需身份認(rèn)證。共識(shí)機(jī)制的特點(diǎn)

POW共識(shí)的優(yōu)點(diǎn)可歸納為:算法簡單，容易實(shí)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)可自由進(jìn)入，去中心化程度高破壞系統(tǒng)需要投入極大的成本，安全性極高節(jié)點(diǎn)間無需交換額外的信息即可達(dá)成共識(shí)，整個(gè)過程不需要人的參與

為了保證去中心化程度，區(qū)塊的確認(rèn)時(shí)間難以縮短沒有最終性共識(shí)機(jī)制的特點(diǎn)區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制具備“少數(shù)服從多數(shù)”以及“人人平等”的特點(diǎn)，“人人平等”是