为什么共识算法对于区块链至关重要?

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在我的 第一 第二部分,我讨论了以太坊2.0和开发人员的最佳工具。在第三和第四篇文章中,我讨论了二次投票和开放治理模型。然后,在我的第五篇文章中,我研究了Swarm的基础架构。之后,在第六篇中,我深入研究了共识算法。最后,在我的上一发行版中,我研究了区块链的两难境地。值得庆幸的是,上一期完美地链接到了我们今天要讨论的内容。

现在谈到手头的话题:共识算法之间的主要区别是什么?即,当相互比较时,PoW,PoS和DBFT的票价如何?是否应在特定情况下使用每个共识机制?

什么是共识?

区块链共识算法对于验证分布式区块链平台的真实性至关重要,并且是在互不信任的参与者网络之间建立协议的过程。

为了使区块链正常工作,节点需要就交易和区块的状态达成共识。通常,交易被接受,拒绝或待处理。共识算法允许节点(和挖矿硬件/软件)就以下方面达成共识:

  • 交易数据,例如金额和地址,
  • 阻止状态是指某个阻止有效还是无效。
  • 本质上,共识是指控制共识机制并确保其不信任性质的一组规则。共识协议具有三个关键属性,可在这些属性上确定其适用性和有效性。

    共识算法的性质

    根据所使用的共识机制,覆盖协议可以更安全,去中心化或可扩展。毫无疑问,任何分布式共识机制的最重要属性是安全性,活动性和容错性。让我在下面讨论每个:

    • 安全性:如果所有节点产生相同的输出并且节点产生的输出根据协议规则有效,则共识协议被确定为安全。这也称为共享状态的一致性。
    • 活动性:如果所有参与协商的非故障节点最终产生价值,则共识协议可确保活动性。
    • 容错:如果共识协议可以从参与共识的节点的故障中恢复过来,则可以提供容错功能。

    此外,每种替代共识算法大多都与开放或封闭治理模型相关联。最典型的两个是:

    • 社区参与决策过程的去中心化治理模型。这可以通过向软件提交代码以提高共识机制来实现,也可以仅通过在网络中进行交易来实现。属于这一类别的一些最古老的加密货币是比特币,以太坊和狗狗币。
    • 中心化治理模型通常以联合共识为代表。一小群人有权控制网络,交易和整体共识机制。属于这个类别的前十个项目很多,包括Stellar,Ripple和Bitcoin Cash。

    顶级区块链共识算法

    如导言所述,共有三种主要的共识算法。工作量证明,战俘;权益证明,PoS;和DBFT或委派的拜占庭容错。

    它们之间的主要区别如下:

  • 基于密码计算的工作量证明(PoW),要求矿工花费精力解决计算问题以查找哈希。哈希越长,它越安全。
  • 基于每个参与者权益的权益证明(PoS)。 PoS要求参与者放下一些令牌以成为网络验证者。 PoS被认为有两个主要问题。首先是无所不包的问题,​​即参与者即使对所有区块进行投票并且未遵循协议规则也不会失去自己的利益。第二个事实是PoS对远程攻击的安全性较低。
  • 基于联合共识的委派拜占庭式容错(DBFT),这意味着网络通过多个中央机构节点之间的协议达成共识。尽管这种共识算法允许在顶部构建可扩展的解决方案,但由于网络并未真正去中心化并且具有中心故障点,因此降低了安全性和用户隐私。
  • 结论

    每个共识机制都有不同的目的,通常与实现最大安全性,去中心化性或可伸缩性有关。

    下面,我继续每个共识机制所倡导的核心内容。您会发现PoW是最安全的,而PoS是最去中心化的,而DBFT是最可扩展的。

    战俘 销售点 数据库
    MAX安全性 没有 没有
    最大可扩展性 没有 没有
    MAX去中心化 没有 没有

    共识协议面临的主要折衷是中心化和效率之间。还记得以前的困境吗?算法如何在创建可扩展系统的同时保持安全性和去中心化性?

    决策过程越中心化,决策速度越快,网络的可扩展性就越高。另一方面,网络越不中心化,达成共识所花费的时间就越长。当股东之间的等级制度统一时,很难达成一致的决策。尽管引入交易对手并不是在每种情况下都存在问题,但区块链技术的最初目标是在没有中介机构的情况下达成共识。矿工,甲骨文,见证人,代表或利益相关者都在一定程度上中心化了系统。

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