理论教育 共识机制:区块链信任背书

共识机制:区块链信任背书

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:共识机制就是确定达成某种共识和维护共识的方式。区块链的这种新的共识机制使其在不依靠中心化组织的情况下,依然大规模高效协作完成运转,真正给予了一种信任背书。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。目前常见的共识机制有,工作量证明机制PoW,权益证明机制PoS,股份授权证明机制DPoS,拜占庭容错机制PBFT和Pool验证池。

共识机制:区块链信任背书

共识可简单理解为,不同群体所寻求的共同认识、价值、想法等,在某一方面达成的一致意见。共识机制就是确定达成某种共识和维护共识的方式。在区块链系统中没有像银行一样的中心化机构,所以在进行传输信息、价值转移时,共识机制解决并保证每一笔交易在所有记账节点上的一致性和正确性问题。区块链的这种新的共识机制使其在不依靠中心化组织的情况下,依然大规模高效协作完成运转,真正给予了一种信任背书。除了密码学技术外,共识机制也是区块链必要元素及核心部分,是保障区块链系统不断运行的关键

如果说共识是区块链的基础,那共识机制就是区块链的灵魂。共识机制,就是指在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法。那么,它究竟有什么作用呢?共识机制就像一个国家的法律,维系着区块链世界的正常运转。

在区块链上,每个人都会有一份记录链上所有交易的账本,链上产生一笔新的交易时,每个人接收到这个信息的时间是不一样的,有些想要干坏事的人就有可能在这时发布一些错误信息,这时就需要一个人把所有人接收到的信息进行验证,最后公布最正确的信息。这就是共识机制要解决的问题。

共识机制是解决达成共识的依据,也是区块链的核心之一,使得去中心化体系能够公共维护同一账本。区块链的伟大之处就在于:在去中心化的思想上,共识机制解决了节点间互相信任的问题。区块链之所以能够在众多节点达到一种较为平衡的状态,就是因为共识机制。

去中心化的共识机制是如何实现的呢?在去中心化的结构体系中,各参与方的地位都是平等的,出现分歧时,如何达成共识也就成了重要问题。试想,如果你和同学、老师、校长之间的地位是平等的,在报名环节最有可能和同学、老师、校长共同商议具体细节。这种协商后统一达成的规则,就叫作共识机制。

共识机制主要遵循“少数服从多数”和“人人平等”两个哲学原则,通过一定规则,使系统中各个参与者快速就系统中记录的数据达成一致。其中,“少数服从多数”不仅局限于竞争节点数量,系统中的各个节点也可通过竞争计算能力、权益凭证数量或其他可竞争参数以取得其他节点的支持;“人人平等”意味着网络中记账节点的地位是平等的,所有节点都有机会优先获得提请写入数据的权利。

人们同意接受最长链上的区块。例如,如果链A的高度为100,而链B的高度为200,如果你收到链A上的区块101和链B上的区块201,你必须接受区块201。有人在更短的链上添加区块,可能是因为他们没有意识到更长的链,但“最长链规则”确保一旦区块在整个网络中传播,每个人最终就相同的事情达成共识。

区块链中的用户进行交易时无须考虑对方的信用、无须信任对方,也无须一个可信的中介机构或中央机构,只需依据区块链协议即可实现交易。这种不需要可信第三方中介就可以顺利交易的前提是区块链的共识机制,即在互不了解、信任的市场环境中,参与交易的各节点出于对自身利益的考虑,没有任何违规作弊的动机、行为,因此各节点会主动自觉遵守预先设定的规则,来判断每一笔交易的真实性和可靠性,并将检验通过的记录写入区块链中。各节点的利益各不相同,逻辑上将它们没有合谋欺骗作弊的动机产生,而当网络中有的节点拥有公共信誉时,这一点尤为明显。区块链技术运用基于数学原理的共识算法,在节点之间建立“信任”网络,利用技术手段从而实现一种创新式的信用网络。(www.daowen.com)

区块链的自信任主要体现在分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方,也无须信任一个中心化的机构,只需信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。这种自信任来自区块链的共识机制(consensus),即在一个互不信任的市场中,要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑,都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则,判断每一笔记录的真实性,最终将判断为真的记录记入区块链中。换句话说,如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争,则这些节点几乎不可能合谋欺骗你,而当节点在网络中拥有公共信誉时,这一点体现得尤为明显。

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。

目前常见的共识机制有,工作量证明机制PoW,权益证明机制PoS,股份授权证明机制DPoS,拜占庭容错机制PBFT和Pool验证池。

工作量证明机制PoW,节点必须证明拥有最强的计算能力才能参与共识,它的规则是以谁的计算能力强就以谁为准,需要达到一定的计算能力后才能参与到共识机制中。通过评估你的工作量来决定你获得记账权的概率,工作量越大,就越有可能获得此次记账机会。如果某个节点捣乱将付出最大的计算能力的代价。

权益证明机制PoS,节点需要拥有一定量的权益后才能参与共识,它的规则是以谁的权益大以谁为准,需要先拥有一定量的权益后才能参与共识。通过评估你持有代币的数量和时长来决定你获得记账权的概率。这就类似于股票的分红制度,持有股权相对多的人能够获得更多的分红。如果某个节点捣乱,那么其自身的权益将受到最大的损失。

股份授权证明机制DPoS与PoS原理相似,只是有点像议会制度或人民代表大会制度。与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。如果代表不能履行他们的职责,比如轮到他们记账时,他们没能完成则会被除名,网络会选出新的节点来取代他们。

拜占庭容错机制PBFT,以多数为主,在捣乱节点少于(n-1)/3时就能达成共识。Pool验证池,是基于传统的分布式一致性技术加上数据验证的机制,是目前行业链大范围在使用的共识机制。

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