1、區塊鏈目前用到哪些共識機制?它們各自的優缺點和適用范圍是什么_百度知 ...

目前主要有四大類共識機制：Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量證明，就是大家熟悉的挖礦，通過與或運算，計算出一個滿足規則的隨機數，即獲得本次記賬權，發出本輪需要記錄的數據，全網其它節點驗證后一起存儲；
優點：完全去中心化，節點自由進出；
缺點：目前bitcoin已經吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共識機制的區塊鏈應用很難獲得相同的算力來保障自身的安全；挖礦造成大量的資源浪費；共識達成的周期較長，不適合商業應用

2、Pos權益證明，Pow的一種升級共識機制；根據每個節點所占代幣的比例和時間；等比例的降低挖礦難度，從而加快找隨機數的速度。
優點：在一定程度上縮短了共識達成的時間
缺點：還是需要挖礦，本質上沒有解決商業應用的痛點

3、DPos股份授權證明機制，類似于董事會投票，持幣者投出一定數量的節點，代理他們進行驗證和記賬。
優點：大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證
缺點：整個共識機制還是依賴于代幣，很多商業應用是不需要代幣存在的

4、Pool驗證池，基于傳統的分布式一致性技術，加上數據驗證機制；是目前行業鏈大范圍在使用的共識機制
優點：不需要代幣也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基礎上，實現秒級共識驗證；
缺點：去中心化程度不如bictoin；更適合多方參與的多中心商業模式

在使用共識機制，保證數據一致性時的巨大優勢（共識機制則是Ripple首先提出的，數據正確性優先的網絡交易同步機制，在共識網絡中，無論軟件代碼怎么變動，無法取得共識就無法進入網絡，更不要提分叉了）。
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PS：稍微自黑下，雖然共識機制絕對能確保任何時候都不會產生硬分叉。但是，這種機制的缺點也比較明顯，那就是要取得與其他節點的共識，明顯要比當前Bitcoin網絡漫長的多。極端情況下，在Ripple共識機制網絡中掉線的后果也是很恐怖的。

有可能你家停電一天，第二天整個系統就再也無法與其它Rippled節點取得共識了（共識機制事實上需要超過80%的節點承認了你的數據，你的提交才會被其它節點接受，否則就會被排它的拒絕連接），甚至只能清空自己全部500多GB數據重新同步才能連上其它Ripple節點。

所以目前來說，現有的Rippled端并不適合民用（商用的話影響就比較小，比如RL自己的Rippled節點托管在亞馬遜云數據中心，長時間無響應是可以高額索賠的，而且那種地方除了大型災害幾乎不會斷），這也是RL一直想改進的方面之一。

目前區塊鏈的共識機制大致可以分為三類：pow,pos,dpos，pow即Proof of Work,工作量證明機制，在POW機制下為了獲取記賬權和激勵，礦工必須通過一定量的工作量進行數學運算，誰最快最準計算出了答案，就獲取到了記賬權和獎勵，這是以時間、資源為擔保，確保記賬工作的真實和有效性，POW是一種按勞分配的模式，算力越高、挖礦時間越長，獲得的數字貨幣就越多了，比較典型的就是btc，btm，pos,Proof of Stake,權益證明機制,POS也稱股權證明機制,是通過持幣產生利息,從而對于驗證人以及節點進行獎勵,這里我們大家首先要了解一個概念,就是幣齡.幣齡等于幣的數量乘以幣持有的天數,因而你持有的幣數量越多,持有天數越長,你獲到的記賬權和激勵的概率就會越大啦！當你獲得激勵之后，你的持幣天數就會清零，幣齡也回被清空這樣周而復始，比較有代表性的是量子鏈，關于dpos是什么，以及這些主要共識機制的利弊是什么，字太多了，可以看看這個視頻，里面講的比較清楚：喵懂區塊鏈11期 | 不了解共識機制，何以談區塊鏈？

2、NULS的POC共識與POS和DPOS共識機制有和區別?

POC：（Proof-Of-Credit）信用共識機制，由NULS團隊首創并運用，共識機制為：節點信用達標的情況下，鎖定一定保證金即可加入共識，共識節點重新排序后每輪輪流出塊，退出共識時保證金解鎖。NULS的POC分為委托共識和節點共識，委托共識抵押2000NULS，節點共識抵押20000NULS。節點建立者維護節點，收取委托共識的部分傭金，共同維護NULS主網節點健康運行。
POC共識機制綜合了POW/POS/DPOS的優勢特點，把區塊鏈中難以統一的去中心化、效率、一致性在不同方向上的特點做到了更好的協調。
 
1、去中心化：在POC共識機制的中，沒有節點數量的硬性限制，節點的數量是動態的，任何滿足條件的都可以加入節點，這里每一個出塊節點都類似POW中的礦池，通過持有權益的方式來加入這個礦池中共識。在POW中礦池根據算力來獲得記賬權益，在POC中，所有的礦池獲得記賬權的機會是隨機對等的，這使得POC共識機制的節點分布相對更去中心化。
 
 
2、效率：影響區塊鏈網絡效率的兩個關鍵因素是節點分布廣泛的程度和提供節點的硬件網絡資源。在協調這兩個參數中，POC共識機制引入了信用系數機制，直接會影響到節點的穩定，所以每一個節點以及參與到這個節點的委托人都會做出對網絡最有利的選擇，保證節點能高效穩定的提供服務，另外通過權益的方式來加入節點共識，使得節點的數量會在一定的區間內浮動，可以通過更改激勵參數來調節，參數一定的情況下市場會進行自動的調節。在這些節點中，融入了DPOS的隨機排序后出塊原則，保證了網絡的的安全和高效，可提供較高的TPS承載能力。
 
3、一致性：在POC共識機制中，全員皆可以參與共識，節點只能向參與者收取一定的手續費，所有的人參與共識的機會是均等的，獲得的激勵根據權益和節點信用系數來決定的。節點和所有的參與者都會為了提供穩定的節點服務達成共識。

3、細說區塊鏈共識機制之POA

POA全稱是proof of activity。他不是一種獨立的共識算法，而是POW和POS混合的算法，目前有唯鏈，歐鏈等采用了POA共識機制。

POA的算法大致流程是這樣的，每個活躍節點不斷的進行哈希計算，尋找哈希值小于特定值的區塊頭，區塊頭中包括前區塊哈希值，本地節點的地址，區塊序號以及nonce值。當節點找到滿足條件的區塊頭后，就會向全網廣播這個區塊頭，所有的活躍節點收到廣播進行驗證。若驗證通過，則以廣播中的區塊頭作為數據源，導出N個隨機的股權所有者，所有的活躍節點判斷自己是否是哪個幸運的股權人。如果自己是前面N-1個幸運股權人中的一個，也一度用私鑰對上述的區塊頭進行簽名。并且將這個簽名在全網廣播。如果自己是第N個幸運股權持有者，則用這個區塊頭來構建一個新的區塊，區塊中包含了自己選出的盡可能多的交易，前N-1個幸運股權人的簽名還有自己對完整區塊鏈的哈希值的簽名。然后將這個簽名后的完整節點在全網廣播。所有的活躍節點在收到完整節點之后進行驗證。驗證通過則認為該節點是一個合法的新區塊。將其加入區塊鏈當中去。

倘若這個區塊屬于最長鏈，則以他為前區塊，轉回到最初的步驟，否則就做丟棄處理。不難發現，POA算法要求N個幸運者全部在線，任意一個幸運股權人不在線都將導致該區塊丟棄。

這也是活躍證明的由來，POA算法會周期性的統計被丟棄的區塊數量。并且按照這個來調整N的數值。如果丟棄的區塊數量比較多，那么就減少N，否則就增大N.

POA算法的區塊丟失是一種算力損失。POA算法中。區塊中的交易費由區塊的發布者與n個幸運股權人共享。

POA算法最重要的是它可以防止非厲害攻擊者。所謂的非厲害攻擊是指具有強大的算法，但是僅僅持有少量的股權的攻擊者。POA算法中POS部分使得非厲害者得到構建區塊機會是非常少的。應該我們無法有效的進行攻擊。

POA算法中，幸運股權人依靠資本獲利，這個想當持有股篇而獲得股息，這種機制會估計持股人長期持續這個股權有利于數字資產的保值以及減少波動。

POAstay大眾的pow部分，通過哈希算法難度控制了新區塊頭生成的速度。起到穩定網絡，避免分叉的作用。

然而上述優點的獲得也是有代價的，pow部分帶來的電力的損耗。而pos部分導致新區塊頭以及比較大的概率丟失，形成了算力的浪費。

4、區塊鏈幾大共識機制及優缺點

首先，沒有一種共識機制是完美無缺的，各共識機制都有其優缺點，有些共識機制是為解決一些特定的問題而生。
1.pow( Proof of Work）工作量證明
一句話介紹：干的越多，收的越多。
依賴機器進行數學運算來獲取記賬權，資源消耗相比其他共識機制高、可監管性弱，同時每次達成共識需要全網共同參與運算，性能效率比較低，容錯性方面允許全網50%節點出錯。
優點：
1)算法簡單，容易實現；
2)節點間無需交換額外的信息即可達成共識；
3)破壞系統需要投入極大的成本；
缺點：
1)浪費能源；
2)區塊的確認時間難以縮短；
3)新的區塊鏈必須找到一種不同的散列算法，否則就會面臨比特幣的算力攻擊；
4)容易產生分叉，需要等待多個確認；
5)永遠沒有最終性，需要檢查點機制來彌補最終性；
2.POS Proof of Stake，權益證明
一句話介紹：持有越多，獲得越多。
主要思想是節點記賬權的獲得難度與節點持有的權益成反比，相對于PoW，一定程度減少了數學運算帶來的資源消耗，性能也得到了相應的提升，但依然是基于哈希運算競爭獲取記賬權的方式，可監管性弱。該共識機制容錯性和PoW相同。它是Pow的一種升級共識機制，根據每個節點所占代幣的比例和時間，等比例的降低挖礦難度，從而加快找隨機數的速度
優點：在一定程度上縮短了共識達成的時間；不再需要大量消耗能源挖礦。
缺點：還是需要挖礦，本質上沒有解決商業應用的痛點；所有的確認都只是一個概率上的表達，而不是一個確定性的事情，理論上有可能存在其他攻擊影響。例如，以太坊的DAO攻擊事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出現，事實上證明了此次硬分叉的失敗。
DPOS與POS原理相同，只是選了一些“人大代表”。
BitShares社區首先提出了DPoS機制。
與PoS的主要區別在于節點選舉若干代理人，由代理人驗證和記賬。其合規監管、性能、資源消耗和容錯性與PoS相似。類似于董事會投票，持幣者投出一定數量的節點，代理他們進行驗證和記賬。
DPoS的工作原理為：
去中心化表示每個股東按其持股比例擁有影響力，51%股東投票的結果將是不可逆且有約束力的。其挑戰是通過及時而高效的方法達到51%批準。為達到這個目標，每個股東可以將其投票權授予一名代表。獲票數最多的前100位代表按既定時間表輪流產生區塊。每名代表分配到一個時間段來生產區塊。所有的代表將收到等同于一個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。如果一個平均水平的區塊含有100股作為交易費，一名代表將獲得1股作為報酬。
網絡延遲有可能使某些代表沒能及時廣播他們的區塊，而這將導致區塊鏈分叉。然而，這不太可能發生，因為制造區塊的代表可以與制造前后區塊的代表建立直接連接。建立這種與你之后的代表(也許也包括其后的那名代表)的直接連接是為了確保你能得到報酬。
該模式可以每30秒產生一個新區塊，并且在正常的網絡條件下區塊鏈分叉的可能性極其小，即使發生也可以在幾分鐘內得到解決。
成為代表：
成為一名代表，你必須在網絡上注冊你的公鑰，然后分配到一個32位的特有標識符。然后該標識符會被每筆交易數據的“頭部”引用。
授權選票：
每個錢包有一個參數設置窗口，在該窗口里用戶可以選擇一個或更多的代表，并將其分級。一經設定，用戶所做的每筆交易將把選票從“輸入代表”轉移至“輸出代表”。一般情況下，用戶不會創建特別以投票為目的的交易，因為那將耗費他們一筆交易費。但在緊急情況下，某些用戶可能覺得通過支付費用這一更積極的方式來改變他們的投票是值得的。
保持代表誠實：
每個錢包將顯示一個狀態指示器，讓用戶知道他們的代表表現如何。如果他們錯過了太多的區塊，那么系統將會推薦用戶去換一個新的代表。如果任何代表被發現簽發了一個無效的區塊，那么所有標準錢包將在每個錢包進行更多交易前要求選出一個新代表。
抵抗攻擊：
在抵抗攻擊上，因為前100名代表所獲得的權力權是相同的，每名代表都有一份相等的投票權。因此，無法通過獲得超過1%的選票而將權力集中到一個單一代表上。因為只有100名代表，可以想象一個攻擊者對每名輪到生產區塊的代表依次進行拒絕服務攻擊。幸運的是，由于事實上每名代表的標識是其公鑰而非IP地址，這種特定攻擊的威脅很容易被減輕。這將使確定DDOS攻擊目標更為困難。而代表之間的潛在直接連接，將使妨礙他們生產區塊變得更為困難。
優點：大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證。
缺點：整個共識機制還是依賴于代幣，很多商業應用是不需要代幣存在的。
3.PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance，實用拜占庭容錯
介紹：在保證活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容錯性。
在分布式計算上，不同的計算機透過訊息交換，嘗試達成共識；但有時候，系統上協調計算機（Coordinator / Commander）或成員計算機 （Member /Lieutanent）可能因系統錯誤并交換錯的訊息，導致影響最終的系統一致性。
拜占庭將軍問題就根據錯誤計算機的數量，尋找可能的解決辦法，這無法找到一個絕對的答案，但只可以用來驗證一個機制的有效程度。
而拜占庭問題的可能解決方法為：
在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決。其中，N為計算機總數，F為有問題計算機總數。信息在計算機間互相交換后，各計算機列出所有得到的信息，以大多數的結果作為解決辦法。
1）系統運轉可以脫離幣的存在，pbft算法共識各節點由業務的參與方或者監管方組成，安全性與穩定性由業務相關方保證。
2）共識的時延大約在2~5秒鐘，基本達到商用實時處理的要求。
3）共識效率高，可滿足高頻交易量的需求。
缺點：
1)當有1/3或以上記賬人停止工作后，系統將無法提供服務；
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網絡孤島時，惡意記賬人可以使系統出現分叉，但是會留下密碼學證據
下面說兩個國產的吧~
4.dBFT： delegated BFT 授權拜占庭容錯算法
介紹：小蟻采用的dBFT機制，是由權益來選出記賬人，然后記賬人之間通過拜占庭容錯算法來達成共識。
此算法在PBFT基礎上進行了以下改進：
將C/S架構的請求響應模式，改進為適合P2P網絡的對等節點模式；
將靜態的共識參與節點改進為可動態進入、退出的動態共識參與節點；
為共識參與節點的產生設計了一套基于持有權益比例的投票機制，通過投票決定共識參與節點（記賬節點）；
在區塊鏈中引入數字證書，解決了投票中對記賬節點真實身份的認證問題。
優點：
1)專業化的記賬人；
2)可以容忍任何類型的錯誤；
3)記賬由多人協同完成，每一個區塊都有最終性，不會分叉；
4)算法的可靠性有嚴格的數學證明；
缺點：
1)當有1/3或以上記賬人停止工作后，系統將無法提供服務；
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網絡孤島時，惡意記賬人可以使系統出現分叉，但是會留下密碼學證據；
以上總結來說，dBFT機制最核心的一點，就是最大限度地確保系統的最終性，使區塊鏈能夠適用于真正的金融應用場景。
5.POOL驗證池
基于傳統的分布式一致性技術，加上數據驗證機制。
優點：不需要代幣也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基礎上，實現秒級共識驗證。
缺點：去中心化程度不如bictoin；更適合多方參與的多中心商業模式。

5、Gate.io芝麻開門如何理解POW、POS、DPOS共識機制?

在區塊鏈的世界里，保證數字貨幣正常發行，交易確認，維護網絡正常運行等，都離不開共識機制，目前最常見的便是 PoW，PoS，DPoS 三種模式。
PoW，工作量證明機制。 最先運用在比特幣挖礦中，提供算力越多的礦工，獲得記賬權的概率就越大。 這也是早期主流的挖礦方式，因為它算法簡單，安全性比較高，但是隨著挖礦難度，交易頻次的增加，電力資源消耗過大，出塊速度慢等缺點顯現出來。無法滿足現有的交易需求。
因此，PoS，權益證明機制誕生了。 PoS 按照幣齡決定獲得記賬權的概率，幣齡是指持幣數量乘以持幣天數，一旦獲得記賬權， 幣齡就會被清空，相應也會得到挖礦獎勵，然后再進行下一輪記賬權的爭奪。 這種機制不會產生能源消耗，加快了區塊產出和交易確認的速度，提高了效率。 但是，PoS 也并不完美，比如擁有大量幣的用戶，越容易獲得出塊獎勵，從而加大貧富差距。 最終導致過于中心化，這是目前 PoS 無法解決的。
所以，DPoS，股份授權證明機制也應運而生了。 它通過持幣用戶投票，選舉節點進行出塊和處理交易，更大的縮短了共識時間，并且還會分紅給投票者和區塊網絡維護節點，作為他們支持和維護的獎勵，優化了前兩個機制存在的不 足。但是也會面臨賄選而導致中心化的問題。
雖然每一種共識機制都有缺點，但都是為了解決區塊鏈三大問題，擴展性，安全性，去中心 化而誕生，因此無優劣之分，都有價值。

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