举个例子,你约了一帮人玩游戏,玩游戏之前要定下游戏规则,规定好输赢的奖惩措施。游戏规则需要每个参与游戏的人同意并达成一致,这样才能保证整个游戏的公平性,让每个参与者都玩得开开心心。这个游戏规则就是一个共识协议”。
在区块链中也一样,共识是一个决策过程,它的目标是确保所有参与者在添加新数据块后,能就其当前状态达成一致。换言之,共识协议确保了一条链的正确性,并为做出贡献的参与者提供了激励措施。共识协议对区块链来说是非常重要的,它可以防止一个人单独控制整个系统,并确保每个人都遵守网络规则。以比特币区块链为例,虽然中本聪创造了比特币区块链,但TA对这条链并没有所有权,比特币区块链完全是透明和开放的,网络中的每个节点都是平等的。
总结来说,一个协议就是一套规则,它有助于:
· 确保在线交易的可行性;
· 消除双重损毁的可能性;
· 确保参与者不作弊。
区块链协议还包含:
· 确定性的逻辑规则;
· 以加密技术和密码学作为安全基础;
· 使网络协议得以延续的激励措施。
目前行业里有多种区块链协议,其中PoW(工作量证明)和PoS(权益证明)是最早的协议,通常也是其它共识协议的原型。
Proof-of-Work(PoW)
工作原理:很难找到解决方案,但很容易检测结果的正确性。
使用范围:公有链
使用案例:比特币、以太坊、莱特币。
要添加一个新块,参与者必须证明TA已经完成了多少量的工作。更准确地来说,要证明TA解决了一个非常困难的任务,即找到了符合特定规则的哈希值。第一个找到正确哈希值的人即可获得在链上添加新块的机会。
因此,参与PoW意味需要大量的计算资源成本,如电费、CPU等。尽管点对点的可扩展性不错,但PoW处理交易的效率很低。它的另一个问题是,参与者的动机通常是为了致富而不是为了维护“正义”。随着时间的推移,降低挖矿费用和佣金,会极大地影响网络安全。
PoW的优势在于,能确保两个互不信任的参与者在一个网络中工作。任何人都可以加入网络,而不需要任何许。尽管点对点的可伸缩性很高,但是事务处理率仍然很低。
Proof-of-Stake (PoS)
工作原理:网络信任验证者,验证者抵押自己的资源作为创建块的能力保障。抵押的资源越大,网络允许这个验证者创建块的概率就越高。
使用范围:公共/私有区块链。
使用案例:Cosmos、Tezos、Ethereum也正准备从PoW转向PoS。
PoS的技术特点是没有复杂和不必要的计算。网络参与者不与其他人竞争,而是抵押他们的资源,如在以太坊区块链中的抵押以太币,并等待他们被选中来创建一个新的块。
参与者对网络安全很看重,因为他们自己手里持有网络中的TOKEN。系统根据参与者所拥有的
“股权”来选择验证者,如参与者拥有5%的股份,那么将验证网络中5%的交易。PoS的想法是验证者持有的“股份”比例越高,TA操纵验证程序的兴趣就越低。
与PoW算法一样,PoS中交易的完成是概率性的。尽管与PoW相比,PoS的交易速度相对较快,但它仍然需要TOKEN。有人指出,拥有大量股份的验证者将会有更大概率被选中,因此会导致“富者更富”。
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