零点课堂丨如何区分POS、POW、DPOS

共识机制从古至今一直伴随着人类的发展。而共识算法是区块链的核心机制之一。最近，EOS超级节点的竞赛基本已经进入白热化，到底是什么让各大社区争先恐后的想成为超级节点？这背后又和我们今天要讲的共识机制有什么关联呢？接下来咱们先来了解下什么是共识机制吧。

抛开那些复杂的技术语言，共识机制的本意就是假设大家面对需要解决的问题，又没有一个明确的领导人，那么大家就需要协商出一个方法/方式来解决这个问题，最终达成统一，这一过程基本就可以理解为共识机制。

目前，随着区块链技术的发展和演变包含了：POW（工作量证明）、POS（权益证明）、DPOS（股份授权证明机制）、Pool验证池（ 布比区块链的私有算法 ）、DBFT（ 小蚁采用的机制 ）、POC（概念验证）、POR等共识算法机制。接下来虎妞就给大家介绍几个主流的共识机制吧。

【元老级共识机制】POW( Proof of Work）工作量证明

一句话介绍：劳动致富，多劳者多得！

POW机制是依赖机器算力进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。POW机制最早出现在比特币中，这也是区块链里出现的较早的共识机制。

优点：

• 算法简单，容易实现；
• 节点间无需交换额外的信息即可达成共识；
• 破坏系统需要投入极大的成本；

缺点：

• 浪费能源；
• 区块的确认时间难以缩短；
• 新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临算力攻击；
• 容易产生分叉，需要等待多个确认；
• 永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性；
• 这种机制发展到今天，算力的提供已经不再是单纯的CPU了，而是逐步发展到GPU、FPGA，乃至ASIC矿机。用户也从个人挖矿发展到大的矿池、矿场，算力集中越来越明显。这与去中心化的方向背道而驰，渐行渐远，网络的安全逐渐受到威胁。有证据证明Ghash（一个矿池）就曾经对赌博网站实施了双花攻击（简单的说就是一笔钱花两次）。
• 比特币区块奖励每４年将减半，当挖矿的成本高于挖矿收益时，人们挖矿的积极性降低，会有大量算力减少，比特币网络的安全性进一步堪忧。

【大户才有话语权】POS( Proof of Stake）权益证明

一句话介绍：持有越多，获得越多。

主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于POW，一定程度减少了数学运算带来的资源消耗，性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。该共识机制容错性和POW相同。它是POW的一种升级共识机制，根据每个节点所占token的比例和时间，等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度。

优点：

• 在一定程度上缩短了共识达成的时间；
• 不再需要大量消耗能源挖矿。

缺点：

• 还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；

• 所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事实上证明了此次硬分叉的失败。

【与POS相近】DPOS（Delegated Proof of Stake）股份授权证明机制

一句话介绍：POS的升级版

DPOS与POS原理相同，只是选了一些“人大代表”。BTS社区最先提出了DPOS机制。最近较热的EOS也是采用了DPOS机制。

与POS的主要区别在于节点选举若干代理人，由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与POS相似。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的超级节点，代理他们进行验证和记账。也就是说成为超级节点就等于能够成为“人大代表”（也就是超级节点），拥有更多的权益，难怪大家都争相竞争EOS超级节点！

DPOS的工作原理为：

去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。

网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块，而这将导致区块链分叉。然而，这不太可能发生，因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表（也许也包括其后的那名代表）的直接连接是为了确保你能得到报酬。

该模式可以每30秒产生一个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。

优点：

• 大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证；

• 更加去中心化的机制；

• 拥有更高的处理效率

缺点：

• 整个共识机制还是依赖于token，很多商业应用是不需要token存在的。

【应用广泛的共识机制】POOL验证池

一句话介绍：基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。

优点：

• 不需要token也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。

缺点：

• 去中心化程度不如Bitcoin；

• 更适合多方参与的多中心商业模式。

 

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