區塊鏈共識機制是什麼？比較區​​塊鏈共識機制

區塊鏈共識機制可確保節點之間達成共識，在沒有中央權威的情況下保持安全和信任。

2025/06/14 15:29

什麼是區塊鏈共識機制？

區塊鏈共識機制是一個耐故障的系統，用於區塊鍊網絡，以達成在分佈式節點之間單個數據值或網絡狀態的一致性。由於區塊鍊是分散的，因此沒有中央權力來驗證交易或區塊。相反，這些機制確保所有參與者都同意交易的有效性並保持整個網絡的信任。

在區塊鏈環境中，共識確保安全，不變性和權力下放。沒有它，雙支出，欺詐和其他惡意活動可能會損害整個系統的完整性。不同類型的區塊鏈（公共，私人和財團）根據其目標和基礎架構使用各種共識方法。

工作證明（POW）：共識的先驅

工作證明（POW）是Bitcoin引入的第一種共識算法。它要求礦工解決複雜的數學難題來驗證交易並創建新的塊。第一個解決難題的礦工獲得了添加塊並接收獎勵的權利。

• 礦工使用計算能力競爭。
• 高能消耗是一個主要缺點。
• 由於潛在的攻擊成本很高，安全性很強。

POW以其穩健性而聞名，但由於過度使用電量而引起的可擴展性問題和環境問題。以太坊最初使用POW過渡到股份證明。

股份證明（POS）：一種更綠色的選擇

股份證明（POS）根據其持有的硬幣數量選擇驗證器，並願意將其作為抵押品。選擇驗證器與其股份​​成比例地創建新塊，與POW相比，減少能源消耗。

• 驗證者將加密貨幣鎖定為誠實行為的保證。
• 給予獎勵以驗證合法交易。
• 如果檢測到不誠實的行為，則適用罰款。

以太坊2.0通過信標連鎖升級通過了POS ，在維持網絡安全的同時大大降低了能源需求。但是，批評家認為，POS可能會支持富裕的利益相關者，這可能導致集中化。

授權的股份證明（DPO）：更快地與投票共識

授權的股份證明（DPO）通過引入一個投票系統來建立POS，其中利益相關者選出有限數量的代表或證人來驗證交易並產生障礙。

• 令牌持有人投票支持與他們的股份成正比的代表。
• 委託定期旋轉以保持公平和效率。
• 交易的確認速度比傳統的POS系統更快。

DPO以高通量和可擴展性而聞名，使其適用於EOS和TRON等平台。但是，它犧牲了一些權力下放，因為在任何給定時間，只有幾個節點是為了達成共識的原因。

權威證明（POA）：基於信任的驗證

權威證明（POA）依靠已批准的知名身份來驗證交易。驗證者沒有藏有硬幣，而是將其聲譽享有。該共識模型通常用於私人或財團區塊鏈。

• 對於驗證者來說，身份驗證是必須的。
• 塊的創造是快速有效的。
• 集中控制使其不適合完全分散的公共連鎖店。

POA是企業應用程序的理想選擇，在企業應用程序中，性能和身份驗證比完全的權力下放更為關鍵。微軟的Azure和Vechain將基於POA的模型用於其區塊鏈解決方案。

實用的拜占庭容錯（PBFT）：對惡意節點的彈性

實用的拜占庭容錯（PBFT）即使某些節點表現出惡意，也重點側重於達成共識。它被廣泛用於限制和已知節點數量的許可區塊鏈。

• 每個節點都與他人溝通以達成協議。
• 最終的延遲很快就能達到最終狀態。
• 隨著節點數量的增加，可伸縮性降低。

HyperLeDger Fabric採用PBFT或其變體，確保了高交易終結性和可靠性。雖然安全且快速，但在大規模分散環境中，PBFT效率低下。

常見問題

問：哪種共識機制最安全？

答：由於發動攻擊所需的巨大計算工作，工作證明（POW）被認為是高度安全的。但是，諸如POS之類的新機制和適當的削減條件也可以提供強大的安全性。

問：一個區塊鏈可以從一個共識機制切換到另一種共識機制嗎？

答：是的，幾個區塊鏈成功地過渡了。例如，以太坊在以太坊2.0升級期間從POW轉移到POS，以提高可伸縮性並降低能源消耗。

問：為什麼不同的區塊鏈使用不同的共識機制？

答：每種機制都具有不同的目的，例如可擴展性，能源效率，分散水平和治理結構。選擇共識方法取決於區塊鏈的特定用例和設計理念。

問：混合共識模型是否越來越流行？

答：是的，混合模型結合了多種機制的元素，以平衡安全性，速度和權力下放。例如，某些項目將POW用於初始採礦，而POS則用於最終性或治理。