共識：或你應該知道的共識類型
當在某些上下文中提到術語「區塊鏈」時，它通常與複雜術語「共識演算法」攜帶。大多數讀者甚至都不想去研究共識演算法是什麼。實際上，大多數人甚至不知道在區塊鏈上下文中使用什麼演算法。儘管如此，仍然存在數十種演算法，其中大多數都用於區塊鏈世界。
達成共識的想法正在就問題達成統一立場。在計算機科學中，共識與共識問題有關。分散式計算和多代理系統中的基本問題是在存在許多故障過程的情況下實現整體系統可靠性。這通常要求進程就計算期間所需的某些數據達成一致。區塊鏈受到同樣問題的困擾，科學家和程序員已經想出解決問題的方法。
本質上，演算法是實現特定結果所需的一系列分析，編程和必要步驟。共識演算法ergo意味著採取必要的行動以就單個問題達成一致。在區塊鏈世界中，單個問題意味著所有網路參與者就計算塊進行協議，因此可以對其進行哈希處理。
在區塊鏈世界
在區塊鏈方面，共識演算法可以將多個結果作為所有網路參與者的主要目標。該演算法最常見的用途如下：
- 協議：共識機制收集來自網路參與者組的所有協議。
- 協作：該小組的每個成員都希望達成一個更好的協議，以符合整個集團的利益。
- 合作：每個人都作為一個團隊的一部分工作，並將自己的利益放在一邊，以獲得更大的利益。
- 平等權利：每個參與者在投票過程中都具有相同的價值。在這種方法下，每一票都很重要，因為即使沒有一票，也不會達成共識。
- 參與：網路內的每個人都需要參與投票過程。沒有人會被排除在外或者可以不參加投票，因為這將阻止演算法的運作。
- 活動：該小組的每個成員都同樣活躍。所有參與者平均分擔小組的責任。
類型
事實上，目前有超過30種類型的共識演算法可用。最常見的是以下內容：
- 驗證的工作
- 驗證的樁號
- 委託證明
- 驗證的權威
- 拜占庭容錯
- 委託拜占庭容錯（dBFT）
等等等等。該列表可以無限制地繼續使用，但事實仍然是這裡提到的所有演算法以及所有其他不適合給定材料的演算法都具有同樣重要的目的，這些目的圍繞達成共識。唯一改變的是他們用來實現它的方法。
名人堂
當然，最流行的一致性演算法類型是工作證明和證明合併，它們與區塊鏈一起作為長子出現。
工作證明是區塊鏈上最古老的共識類型，自2003年初以來，隨著比特幣的誕生一直存在，並且自2009年以來一直處於測試階段。雖然不是新的，但該演算法與中本聰一起獲得了新的生命。根據他提出的方法，區塊鏈的參與者（礦工）必須解決一個複雜且完全無用的計算問題，因此可以將一塊交易添加到區塊鏈中。這種方法的問題很多。它速度慢，功率密集且對環境不友好，並且易受規模經濟影響。
接下來是Stof-of-Stake概念。這種方法作為後一種方法的替代方案出現，並提出不是使用挖礦來提取塊，網路的參與者需要在系統中以硬幣的形式存在一些能夠參與該過程的質押。擁有10％的股份可以使下一個區塊的開採概率達到10％。利益所有者擁有的硬幣越多，他們提取該區塊的機會就越大。這種方法也存在缺陷，因為它容易產生無關緊要的問題。然而，它的能耗更低，不易受規模經濟影響，更能抵禦攻擊。
無論採用何種方法達成共識，問題仍然大致相同，並且從一方到另一方回應。所有共識模型面臨的最大問題如下：
功耗是迄今為止區塊鏈操作的最大問題。例如，比特幣每秒有200億個哈希值。這需要巨大的電力，目前還沒有廉價的能源替代品來滿足現代區塊鏈的能量需求。
礦工的中心化是PoW網路的另一個問題，因為大型製造商可以開始需要更多的電力來運營，並試圖改變挖礦系統中的規則，甚至發布新的規則來滿足他們的需求。結果是去中心化網路中的中心化。如果中心化成為現實，那麼系統就不再是區塊鏈，而且沒有共識意識。
對網路的攻擊仍然很受歡迎，黑客也不會去任何地方。 51％的攻擊是可行的，並且無法保證它不會發生。如果攻擊者持有質押，那麼只有時間和計算能力才能控制超過一半的所有節點並將網路轉變為自己的賺錢機構。
在新的
已經徹底檢查和研究了先前的一致性演算法的問題，以允許程序員達到新的共識模型。
區塊鏈最新和最有前景的模型之一是協議證明，這是Credits平台採用的另一種共識演算法。這是一個相當簡單的概念，起初似乎很複雜，但在達成共識方面是有效的。協商一致的整個過程包括交易的形成及其在網路節點之間的分配和周期性輪次執行，其中可信節點（TN）被授予進行共識的許可權，這導致共同的解決方案，包括塊中的事務及其生成。事務包包括有序數量的事務（最多500個），並給出一個包含使用Blake2s演算法計算的哈希的頭。一旦節點收到圓桌中包含的事務包列表，它們就會開始檢查本地緩衝區中這些包的可用性。如果缺少某些軟體包，則啟動同步過程。節點從其鄰居節點請求丟失的包，並且如果這些節點上的包也丟失，則這些鄰居從其鄰居請求包，並且重複該過程直到找到丟失的包。所有可信節點上的圓桌會議中包含的所有事務包的可用性是開始輪次的條件。在所有網路節點釋放事務包並相互交易所之後，需要選擇負責共識執行的節點，並且這些節點必須驗證事務並生成塊。簡單有效的塊形成以及所有節點的完全參與以及在公共網路中實現的可能性就是這樣的共識演算法的全部內容。
下一個有希望的演算法是Facebook的LibraBFT Consensus演算法。 LibraBFT改進了HotStuff並使其適應更廣泛的用途。 Libra是一種拜占庭容錯類型一致性演算法，它基於HotStuff，是一個為Libra區塊鏈設計的強大而高效的狀態機複製系統。 LibraBFT是對HotStuff的一種增強，它實現了Pacemaker機制。它包括活躍度分析，其中包括對交易承諾的具體約束。在LibraBFT中，這些進程稱為Validators。後者中的每一個都在輪次中工作，每個都有一個稱為領導者的指定驗證器。領導人提出了新的阻止，並從驗證人那裡收到關於塊生成提案的簽名投票。輪次只是與單個指定領導者的溝通階段，領導者的提議被組織成使用加密貨幣哈希的鏈。當一輪發射時，領導者會提出一個區塊，擴展其擁有的最長鏈條。如果提案有效且及時，則每個誠實節點都會簽名並向領導者發送投票。一旦有足夠的票數達到法定人數，領導者就會將投票聚合成一個法定人數證書（QC），再次擴展同一個鏈，並將QC廣播到每個節點。如果領導者未能組裝QC，那麼參與者將進入下一輪。
到目前為止，Libra區塊鏈已作為許可網路推出。創始人確認者包括Uber，Visa，MasterCard，PayPal等公司。所有創始人都遵守嚴格的指導方針，成為早期的驗證者。例如，加密貨幣對沖基金需要擁有超過10億美元的資產管理規模，而以數字資產為重點的託管人必須存儲至少1億美元。非加密貨幣公司需要擁有超過10億美元的市值或超過5億美元的客戶餘額。
另一個共識演算法是經過時間的證明，它是由英特爾於2016年初發明並由Hyperledger Sawtooth 1.1成功測試的。操作原理相當簡單，因為網路中的每個節點都等待隨機選擇的一段時間。經過等待時間的第一個節點贏得發出下一個塊的權利。網路中的每個節點生成隨機等待時間間隔，並以睡眠方式停用指定時間。喚醒的節點和等待時間最短的節點將新塊添加到區塊鏈並在整個網路中傳輸數據。重複該過程直到找到下一個塊。這種演算法的優點是參與成本低，合法性驗證簡單，控制驗證和選舉成本低。還有一些缺點，例如對專用硬體的需求以及對公共網路無用的事實。
總而言之
各種一致性演算法使區塊鏈具有多種用途，適用於各種應用和結構。雖然容易受到攻擊，但通常很麻煩且能量效率很低，但區塊鏈仍然存在，並且只有時間問題，直到一個或另一個演算法在競爭中擊敗其他演算法才能提高效率。也許，在一長串模糊和不太知名的演算法中的演算法之一將是在不久的將來取消PoW和PoS的演算法。