共识机制post，区块链共识机制之POS和DPOS
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两种共识机制对比（PoW vs PoS）
区块链中最核心的架构就是共识机制，可以说是区块㊣ 链的驱动引擎，发展这么多年，目前◆主流比较明确经得住考验的就只剩下PoW(Proof of Work)与PoS(Proof of Stake)两种机制。简单概述下，PoW系统的特点是通过消耗大量算力来计算特定算法的解（典型如哈希），第一个算出结果的有权生成区块，同时也会得到coin作为奖励（这也是coin的生产与分发过程，形象地称为Mining），采用PoW的典型区块链有Bitcoin和Ethereum，目前PoW也是运行︾时间最长，被公认为是最可靠安全的共识机制清槐； 其本质是通过消耗大量算力来实现系统●内的逆熵过程，保证系统的长期安全与稳定 。但PoW被广为诟病的也是其消耗太多的能源资源，这方面PoS就被认为是更为绿色的解决方案，顾名答如友思义PoS是通过质押系统中的资产即coin来成为一个质押者（staker），这样就有权产出区块，质押份╲额越多，获得产出区块权的概率就越高，也代表着奖励越∑多。
在分布式系统中有一个 CAP 定理，是指一个分布式系统中存在着三元悖论，即不可能同时满足这三个特性：一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性 (Partition tolerance)，而只能满足其中两个。区块链作为一种分布△式网络，这个定理也逐渐演变成了区块链的三元悖论，即 安全性(Security) 、 去中心化(Decentralization) 和 可扩展性 (Scalability) ，也是同时只能满足两个特性。
整体上看PoW系统更注重╱的是 安全性(Security) 与 去中心化(Decentralization) ，放弃 可扩展性 (Scalability) ，这也是Bitcoin网络的吞吐¤量非常慢的原因。而PoS系统更关注的是 可橡前扩展性 (Scalability) 与 去中心化(Decentralization) ，但就PoS能否真的 实现 去中心化(Decentralization) ，我是比较持怀疑态度的。从保守主义与系统的更长期稳定的角度出发，我个人是坚定地站在PoW这边的，可能跟自身保守的性√格有关，并不是特别看好PoS作为基础层能比较稳定。特〖别是像这次 5月份的Luna事件 ，事件大概的过程是Luna链上的算法稳定币UST缺乏价值支撑最终脱锚，其核心问题︼在于UST的锚定设计试图用一个PoS股权系统去支撑其锚定美元，而且还超⊙发了太多UST，再加上UST与Luna的兑换设计缺陷最终导致Luna自身的死亡螺旋。但这个事件更大的意义应☉该是敲响了一个警钟，PoS机制在面对空●头资本砸盘时真的还能维持稳定、维持所谓的去中心化吗？可能到时节点数量萎缩的速度会很快，逐渐趋于中心化。
所有系统设计都需要根据自身定位来折中，以下从价值锚定的角度，简单分析下〓为什么长期来看PoW会更有优势。
在PoW系统中三股主要的参与者分别是研发人员，投资者（或者叫用户）与Miner，这【三者的相互制衡，使得这个系统达到一个稳定平衡的状态。而PoS系统中，将Miner这个重要的制衡力量移除了，投资者和Miner变成了同一群体 质押者（stakers） ，因此该群体滥用权力的行为会变得相对不受限制，并且■该链随后的发展方向也可能会更加不平衡，更容易倾向有利于 质押者（stakers） 群体的方向。
PoW系统很好的阐述了什么是※被普遍认可的价值，抽象上来看就是高代价的稀缺性 ，高代价与稀々缺性两者缺一不可。PoS最多只能实现其中一个稀缺性。
Miner为了在链上生产区块赚取coin，不仅需要持续支付高额电力成本，还必须不断投入研发◤、升级硬件、优化基础设施◢和运营规模来保持其竞争力。最终结果是，能够长期持续盈利的Miner并不会是一◢个一层不变的群体，而是总在竞争中淘汰掉效率太低的Miner，使高效率的〓Miner能存活下来。这也更有利于 去中心化(Decentralization) ，因为不断变化的Miner群╳体意味着没有一个Miner可以在相当长的时间内保持网络的大部分算力，除非他们通过严酷的竞争考验，不断优化自身来提供更多的算力。
而PoS系统中的质押者实际上并多少真正的风【险投入，也↑没有优胜劣汰的严酷竞争机制，他们只需要卐简单地运行一个staker节点就可以躺着赚利息，本☉质上只是将自己在银行系统里的钱简单的转化为≡链上资本，就可以坐地收割后进入这个系统的新人。这种行为并没有太多难度，只是简单地赚取“无风险”利息，他们并没有将资本转化为任何形式的需要面临风险考验的投资。
而且当发生硬分叉时，PoW的Miner选择支持哪条链时会更为谨慎，因为他们需要投入高昂的〓电力成本来为他们的选→择背书，一旦选错了将损失所有投入成本。PoS系统如果发生硬分叉，质押的coin作为系统Ψ 内部状态的一部分，硬分叉后质押者将在两条不同链上♀都拥有相同数量Ψ的资产，由于没有什么沉默成本，导致质押者更愿意两边都支持，从而使硬分叉更容易且更频繁地出现，这被称为 nothing at stake 问题。
PoW是真正能做到无准入限制的(Permissionless)，就是说已经在这个系统中的老人无→法限制新人加入，只要你有能力提供算力，就能直接接入网络中产出coin。而PoS系统中，新人要←进入，都不得不先从老人手中买coin。
而且PoW中Miner为了支付各种高昂成本（电力，设备，基础设施等），产出coin后也不得不卖出一些以弥补成本，这同时也是一种把▅coin分发给更多人的过程； 特别是在↘熊市，Miner为了维持开销也不得不低价贱卖coin，这样新人才有▲机会以相对低的成本获得筹码入场，这才是一个健康的生态扩张过程 。而PoS中⊙由于质押者并没有什么运行成本，也不需要面对太多竞争，质押者出块▓得到coin后不需要急着卖出，更容●易哄抬价格，其实会变相激励场内老人剥削新入场者，不给后来人更多机会；整个系统会趋向于更封闭，逐渐演变成一个有限游戏，长期运行下〇去只会越来越中心化；系统中财富越来越集中，富者更富，穷者更穷，从而更不可能实现 去中心化(Decentralization) 。
由于PoW系统中是以提供工作量的方式产出区块的，随着时间的推移这些工作量都会被累积起来并使链不断向前延伸，这也是为什么叫区块链；这些累积的工作量也给攻击者造〖成了巨大障碍，如果想「要反转整条链，不仅需要非常高的算力，还需要相当长的时间，这也为应对攻击提供了足够长的时间缓冲。
而PoS系统其实只是维护一个分布式账●本， 并没有工作量累↙积的概念，一旦攻击成功●，要反转整条链就是↙相当容易的，几分钟就可以搞定。
严格来说由〒PoW算力支撑的∑ BTC不应归为高科技类，由于它整个系统架构更保守更稳定，提供的更多的是一种 物化价值(objective costliness) ，更能作●为价值之锚，所以数字黄金这个称号很贴切。而像ETH（目前还是PoW，2.0升级后为PoS）这些更接近科技类创新平台，PoS本质上更像是一种股权系统，其实PoS系统反而是需要中心化，偏向更依靠整个社ω 区的生命力，需要依靠核心团队的创新与开拓能力往前走；而PoW则需要去中【心化，更偏向稳定与提供 物化价值(objective costliness) 。
区块链作☆为一个价值分配系统， 算力是它的价值之锚，如果没有算力，就会退化为一个股权系统 。算力在哪，资金就会跟去＠哪。目前的发展趋势也是逐渐往多层网络的方向发展，类似TCP/IP的多层协议栈ξ。从作为基础层(Base Layer)的角度看，更需要的是长期稳定与提供价值卐支撑，因此PoW系统更合适；而PoS可能更多的是可以作为Layer2以实现 可扩展性 (Scalability) ，弥补PoW基础层的吞吐量不足，并通过锚定在PoW基础层上来获取算力安全性与价值支撑。
最后顺带说下最近市场行情，5,6月份以来的瀑布令很多人很恐慌，恐慌指数一度长时间停留在个位数；其实我觉得也没必要那么恐慌，要在这个◎圈子长期活下去，面对这种大波动的心理预期还是要有的。想起之前㊣ 红杉资本的沈南鹏经常提到一个词Grit，沙砾，它是砾石在」千万次打磨后留下来的细小颗粒；Grit代表了勇㊣ 气和持之以恒的一种坚持，有种经常被按地上摩擦但依然勇往直前的◆感觉。这个和塔勒布讲的反脆弱性有异曲同工之妙，承载价值的东西就应该具有这ξ 种品质，PoW系统肯定是有反脆弱性的。
回望2017年入圈后经历过的各种事件，其实像︽这样的大波动近乎每年都有（除了2023年 一年比较顺利外）；像2017年国内的94事件，2018年一整年的∞大熊市，2020的312事件，2021的519事件，再到2022今年的5,6月份市场转熊，每次经历大波动后，市场都会淘汰掉该淘汰的，出清掉该出清的风↓险，对整个行业发展也是好事。眼光还是应该放远一点，至少看5到10年后的变↓化，科技发展过程中所带来的波动和风险是不可↘避免的，日光之下无新鲜事，每次科技〗革命过程中总会夹杂着众多的反对、质疑，还有众多的投机、骗局；这个过程也总是『通过各种暴雷、回归，清除泡沫后∩价值重估，夯实了基础后积蓄能量再次进入跃升到新的发∏展阶段。 价值互联网的到来是一件无法回避的事情 ，当理解和看清了这种趋势后，规避掉各种坑和市场噪音，远离合约杠杆和各种山寨的诱惑，握住核心资¤产，时间本身就会带来回报。
区块链共识机制之POS和DPOS
工作量证明算法作为区块链第一个也是目前经受住足够实践检验的一个共识∞机制，解决的是分布式系统交易信息一致性的问题，在一个去中心化的网络中构建了彼此不信任节点的①信任机制，也是pos机成功应用的关键技术环节。
经过几Ψ 年的实际运转，这一算法的弊端也显露老虚铅ぷ出来，pos机网络每秒完成600万亿次SHA256运算，消耗了大量的电力资源，而最终这些计算没有任何实际或科学价值。这些运算☆存在的唯一目的是用来解决工作量证明问题，另外一↙个现实的威胁便是算力集中，工作量证明本质上是利用穷举法找出符合规定条件的哈希值的过程，算力越强，获得记账权(即挖到矿)的可能性☉便越高，一开始是最早利用显卡pos机的人，后来是利用FPGA矿机的人，再后来︾是利用ASIC专用芯片pos机的人，现在就是不断制造出更好的ASIC的人，另外还有“矿工”节点联合起来组成▃矿池，如Ghash，Ghash 2014年曾经发表声明，将在今后确保不超过40%的全网算力，这类》自律声明是对pos机去信任机制的莫大讽刺。
pos机自诞生以来，人们便↓开始尝试其他除了工作量证明算法之外的其他共识∩机制，如具有代表性的权益证明POS、委托权益证∑ 明DPOS、拜占◥庭容错机制（BFT）及实用拜占①庭容错机制（PBFT）等，下面将主要介绍POS和DPOS，BFT和PBFT留待」下一篇。
权益证明POS
POS是一类共识算法，或者说是一类共识算侍好法的设计思想，而不是一个，最早采用POS的是Peercoin。Peercoin是2012年8月，一个化名Sunny King的极客推出的一类加密货币，采用工作量证明机制+权益证明机←制，首次将∴权益证明机制引入了加密货币。Peercoin引入了“币龄”的概念，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000。当一个新的区块产生时，其他想获得记账权的节▅点同pos机也№需要计算哈希值，得出满足条件哈希值的难易与难度值有关，这个难度值这里与币龄㊣ 成反比，即你的币龄越★大，得出符合条件的哈希值的概率就越大，同时你的币龄被清空，记账⌒后系统会给予你相应“利息”，你每被清空365币龄，获得利息为：3000 * 利率 / 365，Peercoin的利率为1%，即0.08个币。
可以看出，在POS机制下，持有币越▆多，越容易获得记账权，接近于赢家ζ 通吃的感觉，但持有的币越多，越接近于一个诚实的节点，因为破坏整个网络带来的损失也越大。Peercoin的POS机制有一个漏╱洞，对于不持有币的人而言，他们本来就没什么收益，所以一些恶意攻击对于他们则是无损失的，这就是Nothing-at-stake attack（无利益攻击）。后续的比较成功的POS都引入了对付这种攻击的机制。
以太坊系□ 统的目标是在今年引入权益证明，即Casper。在权益证明共识机制之下，用户将能够在以太坊网络誉肆拥有“币权”。用户如果诚实行事并确认△了合法交易，将获得与其股权成比的利息；如果恶意行事并试图网络中作弊，就会失』去其权益。
委托权益证明DPOS
委托权益证明DPOS是POS的变种，运用DPOS的典型如〒比特股等，其基本原理在于全网投票选出101个节点代行记账权限，这些代表节点◇的权限完全一致。代表节点轮流记账，可以选择创造区块或不创造区块。但他们无法改变交易的详情，恶意或者迟到的代→表节点的行为也会被公之于众，那么网络可能将他们简单快速地投票驱逐出去。被驱逐∑出去的代表节点将会失去他们记账权限，以及对应的收↓入。
DPOS作为是一种弱中★心化的共识机制，保留了一些中心化系统的关键优势，如交易速度等(每个块的☆时间为10秒，一笔交易在得到6-10个︽确认后大概1分钟，一个『完整的101个块的周期大概仅仅需要16分钟)，但每个持币者都有能力决定哪些节点可以被信任，并且事实上，代表节点会主动降低自己的收入来赢得〖更多投票，剩下的收入会作为股息，支付给所有的比特股持有人。DPOS有点类似于代议制民主及股份公司董事ζ会制度，都是一种精英制度，但其身份受ζ制于下面的民众，在DPOS中，币的持有者至少有权决定代表节点—或者说矿工的身份。
为什么filecoin的pos机模式区别于pos机以太坊的pos机模式？
主〓要是共识机制不一样，pos机和以〖太坊pos机都是采用PoW机制，需∩要耗费大量能源做哈希运算，对环境不友好，且没︽有对实体经济产生实质性的价值。
Filecoin采用PoSt机制，PoSt机制中的算力基于实实在在的有用的存储服务，使用ξ 一段时间内一脊手个矿工所拥有∴的数据量作为算力大小的证明。基于这一点，樱毕嫌PoSt机制是区块链共识机数衡制的一次全新的具有未来意义的探索。
随着5G的商用，越来越多的◥数据需要存储，PoSt机制ζ 的出现和发展可为后续的商业生态提供前提条件。
科普Pos共识机制
今天给大家科普下夸克区块链中的POS共识机制到底是什么？PoS共识机制，中文翻译就是权◣益证明。与它其名的还有另一种共识机制:pow机制。
经过历史发展的〓证明，PoW机制存在一些缺陷，如在挖掘过程中浪费大量的资源，整个网络的处理效率∏很低等。早在2011年，就有人曾提出：“是否可以在 PoW的基础上，重新设计一种☆机制？”可以保留 PoW的优点，也可以解决它的问题"。因此 PoS的共识机制就诞生了，因此， PoS机制在共识层次上借鉴了许多 PoW机制的设计，比如区块设计、矿工选择、分叉处理、交易验证等。
PoS机制采用权益法核算，解决了网络效率低下、资源浪费以及节点间一致性等问题，简单地说，就是谁拥有∮更多的权益谁来说话。其∴原则如下：
说到PoW机制为何存在诸多问题，最大的原因在于其规则▲下造成矿工准入门槛低，每个人都可以成为一个出块节点，每个节点都可以为获得①下个区块的记账权进行◣竞争，一个数据包要有那么多人来处理，必然会造成资源的浪费和低效。
而PoS机制就可以有效解决◣这个问题①，这是因为在POS机制的规※则下，提高了每个人成为节点的门槛，比如：虽然每个人☆都可以成为节点，但如果想成为出块节点获得记账权，就必须满足pos机制的一些规则，如质押一定数量的代币，或者持有一定数量【的代币，才可以成为出块节点的候敏旁选人。
在满足这些条件之后，系统进行算法选择，选中其中一部分人成为有效的矿工，然后每隔一个周期，进行重新分配，并且这个》过程不受人为控制，一切由系统算法决定，保证公平公开不被篡改，这样就可以避♀免了整个链被某个节点控制。
总◥结一句话就是PoW机制是每个人都可以成为矿工，而 PoS机制必须通「过一系列的筛选后成为矿工。
poS机制的竞争原则在于，谁拥有更多的代币缺明，谁就能更容⊙易的获得记账权。获得记账权的矿工将他打包好的区块经过其他矿工验证，通过全网广播，确认没有问题后◥√，这个区块才会被连接到链上，与全网其他节点的小账本同步，同时他还〓能得到相应的代币奖励。
简言之，整个过程◤就是：持币者以代桥扮橡币作抵押，得到记账权力，然后PoS共识会通№过选择算法，按持币者的数量，从中选出出块矿工。采矿者在指▅定的高度上完成打包交易，生成新的区块，并广播它，然后由验证者对所广播的区块进行交易验证，通过验证后，区块得到确认↘。这就是 PoS共识机制完整的⊙一轮过程。
PoS机制的优点是有效地解决 PoW协议中存在▆的资源浪费和低效问题。但它也还是存在一些缺点。举例来说， PoS机制中的初始代币分配是非常模糊的，如果初始代币分配失败，将很难形成后续的股权证↙明。比如，在系统进行算法选择时如果被黑客攻击，如果成功，选举结果就可能被操作卐。除开这个问题，pos机制还存在一个问题就是，可能会造成两极分化严重卐，持有代币多的人会更多的获得记账权，继而获得代币奖励，拥有代币少》的人，很难去争夺记账权，造成强者恒强的局面。
总的来说，PoW机制和 PoS机制都是区块链上引用的主流机ω制，它们会携手带领区块链技术的进一步发展，虽然两者存在自身的一定局限性，但未来某一天ω，这些技术在不断变革创新的同时，必定铸造区块链行业的辉煌。
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