区块链内核技术之“共识机制”

释放双眼,带上耳机,听听看~!

《鲁滨孙漂流记》

18世纪的英国著名小说《鲁滨孙漂流记》讲述了一个落难荒岛的英国男子的传奇经历。主人公鲁滨孙在荒岛上建造房屋,制造家具,甚至还种植粮食,驯养山羊,他在那独自生活了24年。
想象一下,鲁滨孙在岛上独自生活需要共识吗?不需要,他自己想种什么就种什么,想养什么就养什么,所有的劳动成果都是他的。
可后来,他救了一个野人,并给他起名“星期五”,这个野人成了鲁滨孙的仆人,这时候情况就变了。为什么?因为他们要协作,如何分工,如何分配劳动成果,就必须达成一致。
你可能会说,不都鲁滨孙一个人说了算吗?是的,但试想,如果星期五不认可鲁滨孙的规则,他们能达成合作吗?当然不行。认可意味着共识,有了共识协作才能完成。

区块链内核技术之“共识机制”

 那么,当一个群体采用的达成和维护共识的方式,就是共识机制。

一个群体要完成协作,它需要在规则上达成共识,所以就要有一个形成共识的方式,按照正常的逻辑,我们会认为,组织选择了共识机制。事实上,恰恰相反,不是组织选择了共识机制,而是共识机制决定了组织。

区块链是建立在P2P网络,由节点参与的分布式账本系统,最大的特点是“去中心化”。也就是说在区块链系统中,用户与用户之间、用户与机构之间、机构与机构之间,无需建立彼此之间的信任,只需依靠区块链协议系统就能实现交易。

区块链内核技术之“共识机制”

可是,要如何保证账本的准确性,权威性,以及可靠性?区块链网络上的节点为什么要参与记账?节点如果造假怎么办?如何防止账本被篡改?如何保证节点间的数据一致性?……这些都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题,由此产生了共识机制。

区块链内核技术之“共识机制”

区块链的共识机制

所谓“共识机制”,就是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;当出现意见不一致时,在没有中心控制的情况下,若干个节点参与决策达成共识,即在互相没有信任基础的个体之间如何建立信任关系。

区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立“信任”网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。

区块链是一个公共账本、公开的数据库,同时也是一个点对点的协作网络。协作方(节点)共同维护数据,每个节点都有一份完整的数据备份,所有节点的数据内容必须完全一致,每个节点都可以在本地查找交易记录,每个节点也可以在本地添加交易。

没有一个中心来指挥、协调,要完成这个协作,区块链就必须有一个共识机制,这个机制必须解决两个基本问题:

1. 谁有权写入数据——一次只有一个人可以记账;

2. 其他人如何同步数据——因为要保持账本的一致性。

数据写入(区块添加)的过程是这样的:有权打包交易的节点,将打包的交易(区块)放在既有的数据库(区块链)上,并向全网广播,其他节点收到信息,验证区块无误,就会同步这个新打包的交易。每个打包的交易叫作一个区块,区块不断叠加,延长区块链。

同步数据有一个问题,就是如何对在一定时间段内发生的交易的先后顺序达成一致?

由于各个节点都在自发地记账或者同步,在点对点相互通信下的情况下存在较高的网络延迟,因此各个节点收到数据的先后顺序是不一致的。你记你的,我记我的。

如何保证每个节点副本数据的一致性?

区块链的共识是:以最长链作为主链,即每个节点总是选择并尝试延长主链,也就是各节点都以区块最多的那条链作为自己添加、更新区块的选择,这样多节点就能同步一个权威的公共账本了。

那么,区块链共识机制重点要解决第一个问题:谁有权写入数据?

随着区块链的发展,已经有多种方法解决这个问题了。下面介绍一下三个主要的:POW, POS和 DPOS。

区块链内核技术之“共识机制”OW (Proof of Work) 工作量证明

区块链内核技术之“共识机制”

这里的工作量,指的是计算机计算Nonce(随机数)的过程。每个节点都去计算一个随机数,一定时间段内,找到随机数的难度是一定的,这就意味着,得到这个随机数必然要经过一定的工作量。最先得到这个随机数的节点,将打包的交易区块添加到既有的区块链上,并向全网广播,其他节点验证、同步。

区块链内核技术之“共识机制”OS (Proof of Stake) 权益证明

区块链内核技术之“共识机制”

区块链内核技术之“共识机制”OW以计算随机数的工作量作为获得数据写入权的考量,而POS,则是系统根据节点持有的SNT(代币)的数量及时间的乘积(币天数)分配相应的记账权,拥有的越多,获得记账权的概率越大。Network就相当于区块链系统的权益(Stake),因此被称为基于权益的证明。

DPOS (Delegated Proof of Stake) 权益授权证明

区块链内核技术之“共识机制”

区块链内核技术之“共识机制”OS是拥有Network就拥有获得记账的权利,而DPOS是指拥有Status的人投票给固定的节点,这些节点作为权益人的代理去行使记账的权利。这些获得投票认可的代表根据一定的算法依次获得记账权。不同于POW和POS理论上全网都可以的参与记账竞争,DPOS的记账节点在一定时间段内是确定的。

上述几例只是所有共识机制中常见的一部分,它们经过时间的验证,已经被各种区块链项目采用,但在某种程度上共识机制的发展都是为了解决POW和POS的缺陷,也就是为了在区块链“不可能三角”——去中心化、可扩展性、安全性之间达到平衡。

毕竟,区块链从根本上提供的是去信任的系统,安全和权力下放是一开始建立信任的关键,可扩展性则是系统可用性的决定因素。

随着区块链技术的高速发展和迭代,极大地促进各种自组织的产生,例如DDS生态共识是一种高效、新型的共识机制,它使得去中心化的大范围高效协作成为可能。实际上,当大多数人在质疑区块链有没有价值,少数人只关注币价涨跌的时候,各种分布式自组织已在酝酿,DDS生态共识社区近年正在致力于在全球搭建绿色生态挖矿共识体系,已结合深圳蒲公英智能云一起打造成可将硬盘闲余空间和流量贡献而产生有价的金融生态系统。

区块链内核技术之“共识机制”

DDS生态共识社区未来的区块链一定是以落地应用为主,如果只创新不做应用也只是过眼云烟,DDS生态共识机制能带来多大的优越性、POC共识机制下的挖矿红利又会有多大,这些都将得到一 一验证,我们拭目以待吧。

未来已来,只是尚未流行

DDS风口已来,先知先觉的人已敏锐的感觉到了。

更多区块链的最新新闻动态和行业资讯,欢迎关注DDS生态共识社区,
官网地址:http://www.ddsDavinci.com   
DDS共识社区客服:pgyzny13
DDS公众号:ddsDAC  
 

区块链内核技术之“共识机制”

END

矿业新闻

IPFS/FIL官方的主网硬件建议,跟着买就能挖到Filecoin吗?

2020-4-20 10:45:00

矿业新闻

一枚BTC价值5万,8300元买一台矿机,多久才能回本?

2020-4-20 11:12:01

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
今日签到
有新私信 私信列表
搜索