区块链百科合集之共识机制
原文发布时间 2021-01-06
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区块链技术不仅已成为时代浪潮里的坚实着陆地
更是未来可以承载巨大变革的基础
【零数科技】将持续更新区块链百科专栏
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《区块链百科合集01- 共识机制》
共识，是人类能够大规模协作的重要基础。
区块链被称为传递信任的工具，而其背后所依赖的就是共识机制。本期《区块链百科》专栏将与你一起回顾区块链共识机制核心问题：在分布式系统中，人们如何高效达成共识并同意使用相应规则受及记录交易。以下点击标题即可阅读全文。
1. 拜占庭将军问题
莱斯利•兰伯特说：故事让问题变得受欢迎。
关于区块链共识机制，我们先从拜占庭将军问题说起。1982年，莱斯利·兰伯特在研究分布式系统容错性时引入此概念。简单来说，拜占庭将军问题核心描述是军中可能有叛徒，却要保证进攻一致，由此引申到计算领域，发展成了一种容错理论。
实际上，拜占庭容错是能够抵抗拜占庭将军问题导致的一系列失败的系统属性。在区块链项目中，最常用的BFT共识机制是实用拜占庭容错算法PBFT。该算法是Miguel Castro和Barbara Liskov在1999年提出，解决原始拜占庭容错算法效率不高的问题，将算法复杂度由节点数的指数级降低到节点数的平方级，使得拜占庭容错算法在实际系统应用中变得可行。
2. 共识机制的类型
对区块链而言，大量节点要想达成信任关系并保持对外一致响应，就好比训练全校学生跳出整齐划一的广播体操。共识机制的存在这个问题迎刃而解。
随着区块链的发展，共识机制也在不断的发展演变。目前，较为主流的算法有PoW、PoS、DPoS、PBFT等，但在实际使用时，每种算法都有各自的优点和缺点，并或多或少都存在着“不可得三角”：无法同时兼顾扩展性、安全性、去中心这三项要求。
能链科技自主研发的xPoA共识算法，通过真随机数选择共识节点，实现了去中心化、安全和性能的有效平衡，满足区块链大规模商业场景落地的需要。
3. 区块链共识层
在计算世界中，决策权越分散的系统达成共识的效率越低、但系统稳定性和满意度越高；而决策权越集中的系统更易达成共识，但同时更易出现专制和独裁。
虽然共识仍是群体决策过程，但从理想角度来看，共识可以让分散在世界各地的一群人，创造一个更加平等和公平的社会。它就像是区块链网络中裁判，激励参与者产生并记录真相，当这种对真相的认同得到证实时，共识就会在没有中央权威的情况下产生。
首先，在分布式系统中，用户不必信任任何人，嵌入在网络中的协议规则保证了公共总账的状态始终随着大众的共识而更新；其次，共识机制通过激励好的行为，甚至在某些情况下惩罚作恶者，让更多人都积极参与整个进程。此外，通过分布式赋权确保区块链节点的对等性，实现公平与公正。最后，在计算领域，区块链共识机制确保网络是有容错机制的，即单节点的故障不影响全局，实现系统可靠性和一致性。
因此，正是基于共识机制，区块链分布式网络使得所有参与者可以就合作规则达成一致，并同意使用这些规则来接受及记录交易，也让价值传递成为可能。