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什么是区块链共识算法,它是如何工作的?

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算法验证新添加的数据块,保证块的合法性,并得到去中心化网络的所有成员(节点)的同意。在本文中,我们将重点介绍一些最流行的算法,讨论它们的工作原理,并举例说明它们的使用位置和方式。

什么是区块链?

分布式去中心化网络称为区块链。区块链的主要特征包括隐私、完全透明和没有中央权威。多亏了共识算法,可以验证在区块链上运行的每笔交易并使其安全。

区块链处理大量交易数据,因此它们必须保护用户免受可能的故障和攻击。这正是算法发挥作用的时候。

共识算法,基础:工作量证明和权益证明
本质上,共识算法是由同行达成的共同协议。让我们看一些现实生活中的例子。

工作证明什么是区块链共识算法,它是如何工作的?

工作量证明的想法是  在 1993 年由 Cynthia Dwork 和 Moni Naor 撰写的一篇文章中提出的。中本聪在比特币白皮书中重新引入了该术语, 比特币 是有史以来第一个已知的加密货币。

工作量证明依赖于验证者(节点)解决密码学数学问题以找到从零位开始的正确哈希数,以便生成一个新的经过验证的交易数据块并将其添加到链中。在 PoW 系统中,它被称为哈希函数。换句话说,比特币中的 PoW 能够“挖掘”比特币。有时用户在所谓的矿池中一起工作。

Hash函数源于Adam Back在1997年提出的Hashcash概念。最初,Back的PoW系统是用来限制垃圾邮件和DDos攻击的。一些分析师认为,由于 Hashcash 系统和比特币代码非常相似,Adam Back 可能是中本聪。PoW 的另一个例子(可能是最常见的例子)是 Captcha——一种人类工作证明的安全措施,它使用加密方法来区分真实的人和计算机。

工作量证明 需要大量的计算能力,因此为了使过程更高效,它由快速而强大的机器执行。然而,随之而来的是巨大的环境问题,例如大量的能源排放。PoW 算法的过时性一直受到专家的严厉批评。

权益证明什么是区块链共识算法,它是如何工作的?

在 2011 年创建为 PoW 的替代方案,在 Proof-of-Stake 中, 用户通过质押令牌来验证节点。利益相关者对他们认为可以添加到链中的区块下注。拥有最多代币的利益相关者更有机会被选为新区块的生成者。在未遂的恶意行为的情况下,代币将被销毁。

PoS 是一种高度可扩展、低成本和低能耗的协议。这使得一些区块链的开发人员重新考虑他们最初选择的共识算法。例如,第二大加密货币 以太坊宣布正在努力从 PoW 过渡到 PoS 。

与 PoW 相比,PoS 区块链的吞吐量要高得多。正在使用 PoS 算法开发新的技术解决方案,例如第 2 层解决方案。 Polkadot、  Avalanche和 Cardano 是一些基于 PoS 的区块链。

委托权益证明什么是区块链共识算法,它是如何工作的?

DPoS 由 Daniel Larimer 于 2014 年首次提出,与传统 PoS 的不同之处在于它在投票系统中选举代表作为代表,而不是独立的节点。一些专家称其为“股权证明的民主替代方案”。DPoS 具有增强的功能,例如更快的交易时间、更快的验证等。最近,  EOS、  Tron和 Cosmos等区块链 都采用了该算法的 Delegated 版本。

你可能从未听说过权威证明的共识算法

由 Gavin Wood 在 2017 年概念化的权威证明依赖于受信任方在区块链中的声誉。区块链示例: 唯链。

燃烧证明

由 Ian Stewart 在 2012 年首次提出,Proof-of-Burn 基于“燃烧”或销毁代币。用户燃烧的代币越多,他或她在编写新块时获得的权力就越大。区块链示例:Slimcoin。

历史证明

Solana 区块链开发的协议  允许用户使用加密安全功能来验证时间的流逝。

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