共识机制是什么？了解一篇文章中的主流共识算法

POW固定区块链，但消耗了高能量； POS和DPO更有效，但风险集中； PBFT诉讼许可网络； POA和POC提供具有独特权衡的替代方案。

2025/05/24 00:00

共识机制是区块链技术的关键组成部分，使分散的网络能够就分类帐的状态达成共识。这些算法确保网络中的所有参与者都达成共同的协议，即交易是有效的，以及应将其添加到区块链中的顺序。在本文中，我们将深入研究主流共识算法，探索它们的功能，优势和潜在的缺点。

工作证明（POW）

工作证明（POW）是Bitcoin著名使用的最早，最广为人知的共识机制之一。 POW要求矿工解决复杂的数学难题来验证交易并在区块链中添加新的区块。第一个解决难题的矿工获得了添加块的权利，并获得了新铸造的加密货币。

POW的主要优点是其安全性。解决这些难题所需的计算能力使恶意演员很难操纵区块链。但是，由于采矿过程需要大量的计算资源，因此POW因其高能消耗而受到批评。

股份证明（POS）

股份证明（POS）是另一种流行的共识机制，可以解决与POW相关的一些能耗问题。在POS中，选择验证者根据其持有的硬币数量并愿意将其作为抵押品创建新块。验证器赌注的硬币越多，选择验证交易和添加块的机会就越高。

POS被认为比POW更节能，因为它不需要解决复杂的数学问题。但是，它引入了新的挑战，例如集中化的风险，较富裕的参与者对网络的影响更大。

授权的股份证明（DPO）

授权的股份证明（DPO）是POS的一种变体，它引入了投票系统以选择验证器。在DPO中，令牌持有人投票支持少数负责验证交易并创建新块的代表。该系统旨在通过减少达成共识所需的节点数量来提高区块链的效率和可扩展性。

DPO因其速度和效率而受到赞扬，但由于其在几个代表手中集中权力的潜力而受到批评。 DPO的有效性在很大程度上取决于当选代表的完整性和绩效。

实用的拜占庭容错（PBFT）

实用的拜占庭式容错（PBFT）是一种专为许可区块链而设计的共识算法，所有参与者都是已知和值得信赖的。 PBFT通过让节点相互通信以就分类帐状态达成共识来起作用。它可以忍受多达三分之一的节点是故障或恶意的。

PBFT以其高吞吐量和低潜伏期而闻名，使其适用于需要快速交易处理的应用。但是，它不如其他共识机制可扩展，并且不适合具有开放和匿名参与者的公共区块链。

权威证明（POA）

权威证明（POA）是一种共识机制，根据其身份和声誉，预选验证者。在POA中，一组受信任的验证者轮流创建新的块，这些验证者的身份是公开的。该系统通常用于参与者信任很高的私人或财团区块链。

POA因其效率和低能消耗而受到称赞。但是，它因其集中性而受到批评，因为验证者的选择可以导致力量集中。

容量证明（POC）

容量证明（POC） ，也称为空间证明，是一种共识机制，其中节点的采矿能力取决于其分配给网络的磁盘空间量。在POC中，矿工预先计算了加密难题并将其存储在硬盘驱动器上。当需要添加新的块时，网络会根据其专用于网络的存储空间选择矿工。

POC被认为比POW更节能，因为它利用了现有的硬件资源，而不是需要专门的采矿设备。但是，它面临与网络的可扩展性和安全性有关的挑战。

比较主流共识机制

每个共识机制都有其独特的特征，优势和缺点。 POW提供了很高的安全性，但以高能消耗为代价。 POS和DPO提供了更节能的替代方案，但引入了集中化的风险。 PBFT高效且快速，但仅限于许可网络。 POA适用于具有可信赖验证器的私人区块链，而POC利用了现有的硬件资源，但面临可扩展性问题。

了解这些差异对于为特定区块链应用选择正确的共识机制至关重要。选择取决于因素，例如所需的权力下放，能源效率和可扩展性。

常见问题

问：工作证明如何影响环境？

答：工作证明（POW）需要大量的计算能力，从而导致高能消耗。这种能源使用可能有助于碳排放，特别是如果电力来自不可再生的来源。正在为更可持续的能源过渡采矿行动做出了努力，但环境影响仍然是一个问题。

问：富裕参与者可以操纵股份证明吗？

答：是的，股份证明（POS）可能很容易受到富裕参与者的操纵的影响，这一现象称为“富人变得更富有”。那些硬币更多的人有更高的机会被选为验证交易和赚取奖励的机会，这可能会导致更高的财富集中。但是，某些POS实现包括减轻这种风险的机制，例如随机选择过程。

问：DPO和POS之间的主要区别是什么？

答：授权证明（DPO）和股权证明（POS）之间的主要区别在于选择验证者。在POS中，根据其持有和股份的硬币数量选择验证器。在DPO中，令牌持有人投票支持少数代表，然后验证交易并创建新的块。 DPO旨在提高效率和可扩展性，但如果同一代表始终选出，则可能导致集中化。

问：实用的拜占庭式容忍度适合公共区块链吗？

答：由于其可伸缩性限制和对已知参与者的要求，实用的拜占庭容错（PBFT）通常不适合公共区块链。 PBFT在所有节点都被信任和已知的许可网络中最有效，从而使其不适用于公共区块链的开放性和匿名性质。