什么是区块链共识机制?了解区块链共识机制

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摘要:什么是共识机制? 区块链共识机制是一种自动化系统,旨在实现两个主要目标。确保分布式、无领导的网络验证者社区能够高效、一致地就区块链分类账上的新数据和现有数据达成一致。确保所有网络验证者都遵守协议规则……

什么是共识机制?
区块链共识机制是一种自动化系统,旨在实现两个主要目标。确保分布式、无领导的网络验证者社区能够高效、一致地就区块链分类账上的新数据和现有数据达成一致。确保所有网络验证者都遵守协议规则并诚实地履行其职责。

数据验证是指验证新信息的准确性和有效性。这对于去中心化系统,尤其是去中心化货币系统来说非常重要。如果允许将无效的交易信息添加到区块链中,例如虚假余额或双花交易,则将完全破坏该数据库的完整性。

如果没有完整的数据库,没有人会信任它,也没有人会使用它。

共识机制还需要解决另一个关键问题:网络安全。

比特币的创造者中本聪 (Satoshi Nakamoto) 是第一个认识到共识机制也可以作为一种有效系统来阻止不良行为者试图通过多数攻击(获得超过 50% 的网络控制权)来接管网络的人。 .)这是一项革命性的创新,有助于巩固比特币协议作为第一个全球可行的去中心化加密货币的地位。

共识机制如何运作?
虽然不同的区块链使用多种类型的共识机制,但大多数共识机制从根本上来说都是通过要求验证者节点进行某种投资和/或花费大量的努力来工作的,然后才被授予提议和验证新区块的权利。数据。

这背后的想法很简单。理论上,投入时间和金钱参与网络的验证者不太可能尝试破坏网络,因为如果他们这样做,他们就会失去一些东西。

简而言之,共识机制只是通过强制(惩罚威胁)和/或激励(因良好行为获得奖励)来鼓励验证者遵守规则的系统。

主要的共识机制有哪些?
正如我们所提到的,在当今的加密货币行业中,各种区块链采用许多不同的方法来达成共识。然而,两种最流行的共识机制被称为工作量证明(PoW)和股权证明(PoS)共识机制。

1.工作量证明(PoW)
工作量证明是比特币和其他多种加密货币使用的共识机制。 计算机科学家 Cynthia Dwork 和 Moni Naor 于 1993 年首次开发出一种防止垃圾邮件的方法,中本聪采用了这一概念并将其应用于去中心化货币系统。

PoW 的工作原理是要求被称为“矿工”的验证者购买、租赁或外包计算设备,并将这种权力用于赢得基于密码学的竞争,以换取奖励。这个过程通常被称为加密货币挖掘。

通过要求验证者投资计算设备并承担与运行该设备相关的持续成本,PoW 背后的想法是,潜在的恶意代理将推迟执行所有这些努力。同样,区块奖励的激励结构——赢得挖矿比赛而获得的奖励——意味着诚实的参与可以获得很好的补偿。

在提供安全性方面,随着越来越多的矿工加入网络以及设备复杂程度的提高,攻击比特币区块链的成本呈指数级上升。这是因为犯罪者必须获取极其大量的计算能力才能获得网络其余部分 51% 的多数席位。即便如此,也不能保证他们会赢得每十分钟一次的挖矿竞赛,成功建立一条无效的新区块链。

2.股权证明(PoS)
权益证明是 Sunny King 和 Scott Nadal 于 2012 年首创的一种相对较新的共识机制。与工作量证明一样,PoS 实现了共识机制的相同关键目标,但以独特的不同方式实现。

为了成为基于 PoS 的区块链上的验证者,参与者需要在智能合约中购买并锁定一定数量的相应项目的原生加密货币。这称为质押。质押智能合约本质上就像一个托管账户,根据每个区块链协议的具体条件,将代币锁定固定或可变的持续时间。

协议随机选择验证者,在设定的时隙(通常称为纪元)内提出新的区块。质押者可以通过增加用于质押的代币或硬币数量来增加被选中提出新区块的可能性。

该系统的工作原理类似于彩票系统,您拥有的彩票越多,赢得头奖的几率就越大。但同样,就像买彩票一样,不能保证每次都会赢。拥有一张彩票的人仍然可以击败拥有数千张彩票的人。这同样适用于加密货币质押。

Peercoin 是第一个采用这种机制的加密货币,尽管以太坊在 2022 年完成从 PoW 的过渡后可能是 PoS 区块链最著名的例子。

除了锁定代币之外,一些 PoS 共识机制(例如以太坊使用的共识机制)还通过一种称为“削减”的过程对不诚实行为进行惩罚。 如果协议怀疑有恶意活动,一个人的锁定资金可能会在没有警告的情况下被部分或全部没收或“削减”。这可以强制阻止不良行为,并有助于确保所有网络参与者都遵守规则。

 

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