共識(shí)機(jī)制是什么,區(qū)塊鏈上的個(gè)人如何達(dá)成一致?
我們知道,區(qū)塊鏈系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)所有人共同記賬并維護(hù)的大系統(tǒng),那么身處世界各地的人,如何實(shí)現(xiàn)共同記賬并維護(hù)呢,這就必須依靠今天我們要提到的共識(shí)機(jī)制。共識(shí)機(jī)制,顧名思義,就是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)里共同參與的個(gè)人(節(jié)點(diǎn)),采用何種方式達(dá)成一致的機(jī)制。截至目前,針對(duì)主流數(shù)字貨幣使用的共識(shí)機(jī)制的爭(zhēng)論,主要集中在工作量證明(POW,Proof of Work),權(quán)益證明(POS,Proof of Stake)和股份授權(quán)證明(DPOS,Delegated Proof of Stake)三種,我們會(huì)用今天的篇幅,客觀的比較三種機(jī)制的優(yōu)劣,幫助大家自行做出判斷。
工作量證明
使用POW機(jī)制的加密貨幣,最具代表性的就是比特幣,我們之前也說過,作為世界上最成功,共識(shí)度最廣的數(shù)字加密貨幣,比特幣的全網(wǎng)參與者通過利用自身的計(jì)算能力計(jì)算一道數(shù)學(xué)難題(SHA-256),競(jìng)爭(zhēng)比特幣一段時(shí)間內(nèi)交易的記賬權(quán)利,算力高,計(jì)算速度快的人,有更大概率先計(jì)算出來,先記賬并獲得記賬獎(jiǎng)勵(lì),贏得一筆新發(fā)行的比特幣,然后剩下的人,會(huì)檢驗(yàn)它計(jì)算出的時(shí)間和結(jié)果,直至全網(wǎng)的參與者都驗(yàn)證后,才算達(dá)成一致。
優(yōu)點(diǎn):
1.安全,由于礦工們都是花錢購置礦機(jī)參與挖礦,礦機(jī)的花費(fèi)是實(shí)打?qū)嵉某翛]成本,所以集中作惡(比如集體記假賬欺騙全網(wǎng)等)的可能性較低,比特幣經(jīng)歷近10年時(shí)間從未出現(xiàn)任何錯(cuò)漏或是被攻擊,已經(jīng)足以證明POW算法最為優(yōu)越的安全性,其他諸如POS,DPOS等機(jī)制都是近幾年才興起的新共識(shí)機(jī)制,并未經(jīng)過時(shí)間檢驗(yàn),即便短期內(nèi)并未出現(xiàn)大的問題或是漏洞,仍無法斷言在以后一定不會(huì)出現(xiàn)重大安全問題。
2.優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目易吸引早期礦工,由于早期參與者更容易獲取較大獎(jiǎng)勵(lì),且不需要專門的礦機(jī),礦工們往往更傾向于參與這種早期的優(yōu)質(zhì)POW項(xiàng)目,如果項(xiàng)目發(fā)展良好,能夠獲得較高額的收益。這一優(yōu)點(diǎn)是僅針對(duì)今天而言的,因?yàn)楸忍貛臥OW的成功,顯卡礦工們四處尋找優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目挖礦,無形中為早期項(xiàng)目貢獻(xiàn)了一份力量,但比特幣問世時(shí),上述兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)其實(shí)都不存在,因此這一共識(shí)機(jī)制其實(shí)是個(gè)經(jīng)歷的時(shí)間越久越安全,也越有魅力的機(jī)制。
缺點(diǎn):
1.資源浪費(fèi),由于計(jì)算能力的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致參與者們不斷升級(jí)硬件(顯卡)以獲得更大的計(jì)算能力,甚至生產(chǎn)專門用來計(jì)算SHA-256或是其他數(shù)學(xué)難題的機(jī)器(礦機(jī)),這些機(jī)器的生產(chǎn)和運(yùn)行造成巨大的人力、電力資源浪費(fèi),只為了計(jì)算一道毫無意義的加密數(shù)學(xué)題,這也是比特幣最為人所詬病的一點(diǎn)。
2.升級(jí)困難,由于整個(gè)計(jì)算和競(jìng)爭(zhēng)的過程全部寫在各式各樣的礦機(jī)當(dāng)中,任何針對(duì)原有共識(shí)機(jī)制的升級(jí)都很難在短時(shí)間內(nèi)通知并實(shí)現(xiàn)所有參與人的變更,且由于參與者個(gè)人意愿的不同,很難實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)制和系統(tǒng)的平滑升級(jí),造成分叉和安全性下降幾乎很難避免的。
權(quán)益證明
為了改進(jìn)POW資源浪費(fèi)和升級(jí)困難的缺陷,POS機(jī)制應(yīng)運(yùn)而生,這一機(jī)制簡(jiǎn)單來說就是將挖礦的全過程搬到線上,模擬一種虛擬挖礦的過程,怎么理解呢?
挖礦需要購買礦機(jī)獲得算力,礦機(jī)越多算力越大,收益也越多,由于礦機(jī)沉沒成本的存在,這些人就成為了比特幣的利益相關(guān)者。而我們?nèi)绻胩摂M化這一構(gòu)成,應(yīng)該怎么做呢?我們可以把購買礦機(jī),替換成購買一部分的數(shù)字貨幣,這樣持幣人也同樣可以變成利益相關(guān)者,同時(shí)持幣量越多的人,獲得的后續(xù)收益也越大,以此來模擬挖礦的過程就可以了。這里涉及到一個(gè)幣天的概念,即是說,每持有一個(gè)幣過了一天,就為這個(gè)幣增加一個(gè)幣天,等夠了365個(gè)幣天,可以獲得一定比例的增發(fā)獎(jiǎng)勵(lì),比如5%,8%等。
也就是說,最簡(jiǎn)單的可以理解為,當(dāng)我們開著電腦,使用某種POS幣種的錢包時(shí),能夠獲得年化8%左右的新幣增長(zhǎng),直至發(fā)行達(dá)到上限。
優(yōu)點(diǎn):
1.無資源浪費(fèi),沒有礦機(jī),獲得大收益的方式是成為更大的利益相關(guān)者。
2.升級(jí)相對(duì)容易,都通過電腦在軟件和線上進(jìn)行,不涉及硬件的運(yùn)算重寫。
缺點(diǎn):
1.安全性無法完全確定,部分持幣人可能是使用其他數(shù)字貨幣與POS幣種交換而來,不存在實(shí)質(zhì)上的沉沒成本,作惡成本相對(duì)較低,且機(jī)制未經(jīng)時(shí)間檢驗(yàn),無法短期內(nèi)確定安全性。
2.通貨膨脹和財(cái)富集中現(xiàn)象更為明顯,由于有增發(fā)機(jī)制,在貨幣全部發(fā)行完畢之前每年均存在通貨膨脹的情況,財(cái)富也會(huì)趨于集中化。
權(quán)益委托證明
一種改進(jìn)易用性的共識(shí)思路,持幣人投票選出固定數(shù)量且較為分散的特殊節(jié)點(diǎn)參與記賬,相互驗(yàn)證,特殊節(jié)點(diǎn)通常是持幣量較大的強(qiáng)利益相關(guān)人,作惡可能性較小,同時(shí)記賬獎(jiǎng)勵(lì)發(fā)放至這些特殊節(jié)點(diǎn)用于節(jié)點(diǎn)的運(yùn)營(yíng),讓持幣數(shù)等同于投票權(quán),一旦特殊節(jié)點(diǎn)作惡,持幣人有權(quán)票選新的節(jié)點(diǎn)繼續(xù)記賬。
優(yōu)點(diǎn):
1.易用性最優(yōu),特殊節(jié)點(diǎn)數(shù)量不多,驗(yàn)證效率高,使用人體驗(yàn)好。
2.特殊節(jié)點(diǎn)往往是持幣量巨大的利益強(qiáng)相關(guān)團(tuán)體或個(gè)人,具備更高的社會(huì)影響力,隨著幣價(jià)的上漲,記賬獎(jiǎng)勵(lì)將為特殊節(jié)點(diǎn)帶來巨大的收益,因此特殊節(jié)點(diǎn)的宣傳意愿較上述機(jī)制最為強(qiáng)烈。
缺點(diǎn):
1.安全性較弱,驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)過少,通過犧牲安全性交換更良好的易用性,本質(zhì)上已經(jīng)不能算是去中心化的記賬方式了,特殊節(jié)點(diǎn)的實(shí)質(zhì)可能只是分布在世界各地的寥寥幾臺(tái)服務(wù)器而已,安全隱患較大。
2.特殊節(jié)點(diǎn)權(quán)利過大,也很難做到完全匿名,集體作惡或者集體受脅迫作惡的可能性無法排除。
3.個(gè)人投票意愿弱,且由于特殊節(jié)點(diǎn)本身也是持幣量巨大的權(quán)益人,通過票選的方式想變更節(jié)點(diǎn)必然是利益集團(tuán)的博弈,社區(qū)分裂的可能性較高。
綜上所述,針對(duì)主流共識(shí)機(jī)制的爭(zhēng)論,盡管圈內(nèi)對(duì)這些機(jī)制的孰優(yōu)孰劣尚無定論,共識(shí)機(jī)制也并不只有上述三種,但本著安全易用的原則與資源節(jié)約的思路,我們更傾向于優(yōu)化和改進(jìn)POS機(jī)制中存在的種種問題,而且我們已經(jīng)看到很多優(yōu)秀的解決方案應(yīng)運(yùn)而生,它們有些已經(jīng)實(shí)踐,有些則仍在研究,但不論如何,這些不起眼的想法終有改變世界的一天,希望這一天能早些到來才好。