區塊鏈共識機制（POW、POS、DPOS等）的優缺點

1、POW：工做量證實機制

基本原理：

第一代共識機制，比特幣的基礎。理解起來，很簡單，就是「按勞取酬」，你付出多少工做量，就會得到多少報酬（比特幣等加密貨幣）。在網絡世界裏，這裏的勞動就是你爲網絡提供的計算服務（算力x時長），提供這種服務的過程就是「挖礦」。假如是真的礦場，顯然在均勻分佈的前提下，人們「挖礦」所得的比重與各自提供的算力成正比，通俗一點就是，能力越強得到越多。

優勢：

機制自己固然很複雜，有不少細節，好比：挖礦難度自動調整、區塊獎勵逐步減半等，這些因素都是基於經濟學原理，能吸引和鼓勵更多人蔘與。理想狀態，這種機制，能夠吸引不少用戶參與其中，特別是越先參與的得到越多，會促使加密貨幣的初始階段發展迅速，節點網絡迅速擴大。在CPU挖礦的時代，比特幣吸引了不少人蔘與「挖礦」，就是很好的證實。經過「挖礦」的方式發行新幣，把比特幣分散給我的，實現了相對公平。

缺點：

算力是計算機硬件（CPU、GPU等）提供的，要耗費電力，是對能源的直接消耗，與人類追求節能、清潔、環保的理念相悖。不過，若是非要給「加密貨幣」找尋「貨幣價值」的意義，那麼這個方面，應該是最有力的證據。這種機制發展到今天，算力的提供已經再也不是單純的CPU了，而是逐步發展到GPU、FPGA，乃至ASIC礦機。用戶也從我的挖礦發展到大的礦池、礦場，算力集中愈來愈明顯。這與去中心化的方向背道而馳，漸行漸遠，網絡的安全逐漸受到威脅。有證據證實Ghash（一個礦池）就曾經對賭博網站實施了雙花攻擊（簡單的說就是一筆錢花兩次）。比特幣區塊獎勵每４年將減半，當挖礦的成本高於挖礦收益時，人們挖礦的積極性下降，會有大量算力減小，比特幣網絡的安全性進一步堪憂。

 

擴展閱讀：

http://www.javashuo.com/article/p-btgztkjk-go.html

51%攻擊解析

 

2、POS：股權證實機制。

基本原理：

這是點點幣（PPC）的創新。沒有挖礦過程，在創世區塊內寫明瞭股權分配比例，以後經過轉讓、交易的方式（一般就是IPO），逐漸分散到用戶手裏，並經過「利息」的方式新增貨幣，實現對節點的獎勵。以太坊是POW跟pos結合。

簡單來講，就是一個根據用戶持有貨幣的多少和時間（幣齡），發放利息的一個制度。現實中最典型的例子就是股票，或者是銀行存款。若是用戶想得到更多的貨幣，那麼就打開客戶端，讓它保持在線，就能經過得到「利息」獲益，同時保證網絡的安全。

優勢：

節能。不用挖礦，不須要大量耗費電力和能源。更去中心化。首先說，去中心化是相對的。相對於比特幣等PoW類型的加密貨幣，PoS機制的加密貨幣對計算機硬件基本上沒有太高要求，人人可挖礦（得到利息），不用擔憂算力集中致使中心化的出現（單用戶經過購買得到51%的貨幣量，成本更高），網絡更加安全有保障。避免緊縮。PoW機制的加密貨幣，由於用戶丟失等各類緣由，可能致使通貨緊縮，可是PoS機制的加密貨幣按必定的年利率新增貨幣，能夠有效避免緊縮出現，保持基本穩定。比特幣以後，不少新幣採用PoS機制，不少採用工做量證實機制的老幣，也紛紛修改協議，「硬分叉」升級爲PoS機制。

缺點：

純PoS機制的加密貨幣，只能經過IPO的方式發行，這就致使「少數人」（一般是開發者）得到大量成本極低的加密貨幣，在利益面前，很難保證他們不會大量拋售。PoS機制的加密貨幣，信用基礎不夠牢固。爲解決這個問題，不少採用PoW+PoS的雙重機制，經過PoW挖礦發行加密貨幣，使用PoS維護網絡穩定。或者採用DPoS機制，經過社區選舉的方式，加強信任。

 

3、DPOS：受權股權證實機制

基本原理

無人控制的公司發行股份，產生利潤，並將利潤分配給股東。實現這一切不須要信任任何人，由於每件事都是被硬編碼到軟件中的。通俗點講就是：公司股份制，股東持有這些公司的股份，公司爲股東產生回報，無需挖礦。

優勢：

能耗更低。DPoS機制將節點數量進一步減小到101個，在保證網絡安全的前提下，整個網絡的能耗進一步下降，網絡運行成本最低。更加去中心化。目前，對於比特幣而言，我的挖礦已經不現實了，比特幣的算力都集中在幾個大的礦池手裏，每一個礦池都是中心化的，就像DPoS的一個受託人，所以DPoS機制的加密貨幣更加去中心化。PoS機制的加密貨幣（好比將來幣），要求用戶開着客戶端，事實上用戶並不會每天開着電腦，所以真正的網絡節點是由幾個股東保持的，去中心化程度也不能與DPoS機制的加密貨幣相比。更快的確認速度。每一個塊的時間爲10秒，一筆交易（在獲得6-10個確認後）大概1分鐘，一個完整的101個塊的週期大概僅僅須要16分鐘。而比特幣（PoW機制）產生一個區塊須要10分鐘，一筆交易完成（6個區塊確認後）須要1個小時。點點幣（PoS機制）確認一筆交易大概也須要1小時。

缺點：

投票的積極性並不高。絕大多數持股人（90％+）從未參與投票。這是由於投票須要時間、精力以及技能，而這偏偏是大多數投資者所缺少的。對於壞節點的處理存在諸多困難。社區選舉不能及時有效的阻止一些破壞節點的出現，給網絡形成安全隱患。

關於DPOS

現實生活中有更多的相似於DPOS的制度.。好比中國的人名錶明大會制度，美國的兩會制度。

就以人民表明大會制度爲例，每一個省市經過選舉選擇出本身的表明， 而後由這些表明參加人名錶明大會, 這樣會更有效率， 也能組織起更多的人。

 

4、PBFT：實用拜占庭容錯算法

基本原理：

拜占庭共識算法（Practical Byzantine Fault Tolerance- PBFT）也是一種常見的共識證實。它與以前兩種都不相同，PBFT以計算爲基礎，也沒有代幣獎勵。由鏈上全部人蔘與投票，少於（N-1）/3個節點反對時就得到公示信息的權利。

優勢： 算法的可靠性有嚴格的數學證實，具有（n-1)/3容錯性

缺點：當有1/3或以上記帳人中止工做後，系統將沒法提供服務。

 

5、POI

基本原理：

PoI(Proof of Importance)重要度證實共識算法引了帳戶重要程度的概念，使用帳戶重要性評分來分配記帳權的機率。

優勢：低能耗，速度快，公 平

缺點：缺乏社區共識，帳戶 重要性≠設備貢獻度

 

6、POP：POP 將 POI和DPOS 的思想結合

基本原理：

這是標準鏈（CZR）的創新，基於帳戶參與度的 PoP(ProofofParticipation)算法，POP 將 POI 和DPOS 的思想結合，既能確保對設備的公平性，又擁有社區的共識。

優勢：低功耗、速度更快，更加安全，既能確保公平性，又擁有社區的共識。

 

總結

POW 工做量證實機制，相似於按勞分配。POS 股權證實機制。 持有股票的人，就有對應的權利，持有的越多，權利越大 。DPOS 受權股權證實機制。相似於董事會， 董事會成員數量有限,，由你們選舉產生， 被選中的董事會成員能夠行使權利。PBFT這是一種基於消息傳遞的一致性算法，算法通過三個階段 預準備（pre-prepare）、準備(prepare)和確認(commit)達成一致性，這些階段可能由於失敗而重複進行。POI本質都是POS的變種，就一帶而過了。POP是前邊全部的幾種的升級。

從機制設計上來看. POW 機制更增強調去中心, 更增強調對等.。而DPOS 則是有一個明顯的中心, 經過帶來部分中心,來獲得效率的提高。哪種機制更好, 有待時間的驗證. POW 已經運行快10年, 電力耗費已經很是嚴重. POP的出現, 有可能讓記帳這件事情更經濟效率, 從而支撐起更多大規模的協做體系。