区块链:科普：浅谈POW/POS共识机制-ODAILY

在前面的文章中，我们科普了挖矿的原理和应用，那么如何在区块链中确保交易的准确性和有效性呢？

让我们再次回到特定的情境中。在传统的金融系统里，A向B转账了一笔钱，这个行为会被保存在银行数据库里，也就是交易数据的真实性由银行这样的传统机构保证，以他们的记录为准。但是在比特币系统中，可能有的节点记录了A向B转账的事情，有的节点没有记录，那系统到底如何确认这笔转账的真实性呢？

于是通过一个合适的共识机制，让整个系统能做出统一的决定，就很重要了。

相信这时候有人会提出，这不是很简单吗，让所有人投票，少数服从多数就好了！

火币推出《一分钟读懂DeFi》系列科普视频:据官方消息，8月24日，火币推出《一分钟读懂DeFi》系列科普视频，并与微博财经合作冠名播出，布道DeFi认知，助力行业发展《一分钟读懂DeFi》是由火币成长学院打造的业内首个系统全面讲解DeFi的系列科普动画，继推出《区块链100问》后的再续佳作。《一分钟读懂DeFi》系列动画对DeFi的发展进行系统梳理，适合想要由浅入深、全面系统了解区块链DeFi的人们轻松了解DeFi。目前视频已由火币网官方微博发布。[2020/8/24]

可是世界毕竟没有那么单纯。1982年，LeslieLamport等在论文《TheByzantineGeneralsProblem》中提出了这样一个问题：

动态 | 报告：区块链等热点词促使童书科普百科类成交额同比增速最高:近日，京东图书与艾瑞咨询联合发布了《2019中国图书市场报告》。报告指出，AI、5G、区块链、机器人、VR、智能家居、AR这些热点词，不断点燃科技热潮，科技在改变大众生活的同时，也吸引了越来越多家长的关注，从小培养孩子对科技的兴趣和热爱。因此童书中科普百科类成交额同比增速最高，占比将近40%。[2020/1/8]

设想在中世纪，拜占庭帝国的几位将军各自带兵共同围困一座城市。这座城市的防守非常坚固，只有他们一起进攻才能攻下来。也就是说，他们要么一起进攻，要么一起撤退，否则都是灾难性后果。但是因为各位将军分处城市不同方向，没法坐在一起讨论，只能通过信使告诉彼此自己投票进攻还是撤退。于是，每位将军都是根据得到的所有别的将军的投票，做出自己进攻还是撤退的决定。

动态 | 链客社区联合北京交通广播推出区块链技术科普节目:12月11日15:15—16:00，区块链技术社区——链客区块链技术社区将联合北京交通广播FM103.9从零开始为大众科普解码区块链技术，蜻蜓FM及北京广播网同期进行全球直播。首期做客嘉宾为链客区块链技术社区创始人郄建军和百度区块链产品负责人于雅楠。[2019/12/11]

如果所有将军都是忠诚的，当然没有问题，根据大多数将军投票结果就好了。但是问题在于，将军中可能有叛徒。假设9位将军投票，4人投进攻，4人投撤退，剩下1人是叛徒，他选择告诉进攻的4人他投进攻，告诉撤退的4人他投撤退，那么结果就悲惨了。

金色财经独家分析 监管机构、媒体、业界提示风险 区块链科普道阻且长:新华社今日发文表示，近来“区块链”类案件频发，不法分子以“投资虚拟货币周期短、收益高、风险低”为借口，取用户信任并诱使其转账进行投资。无独有偶，同日消息，腾讯手机管家安全专家也提醒此类风险，并从技术上提出防建议。在美国，监管机构警示加密货币欺诈现象普遍承诺高收益而不披露潜在风险。金色财经独家分析，不法分子假借新技术之名进行，一方面是抓住民众趋利的心理，一方面反映出区块链科普的欠缺。区块链是新兴科技和底层技术并有改变社会生产关系的潜力，应该进行系统性的科普教育，当前，部分大学已经开始设置了区块链课程，但对于普通民众仍然有科普的需求，人们应该了解到系统和正确的知识，不仅要了解区块链的好，也要明确局限和弊端，以在高收益的诱惑下，保持清醒客观。[2018/4/11]

所以需要有一种算法，以保证即使将军中有叛徒，忠诚的将军们依然能通过多数决来做出决定，也就是拜占庭容错。这并不容易。直到1999年，MiguelCastro和BarbaraLiskov提出了实用拜占庭容错算法，能够实现只要叛徒不超过三分之一，忠诚的将军们就一定能达成一致结果。这已经是非常好的成绩。

直到中本聪提出比特币，拜占庭将军问题的解决终于有了一种新的思路。我们这里不讨论技术算法和结构，简单来说，中本聪的思路就是，如果要做叛徒，攻击整个网络，需要付出相应的成本，而这个成本在比特币的PoW工作量共识机制下，就是要掌握整个网络50%以上的算力——换句话说，有50%以上的叛徒才行，这是比PBFT高得多的容错率，而且大家可以想象一下这是多高的成本。接下来，绝妙的是，如果真的掌握那么大的算力的话，用这些算力维护网络获得的收益其实会高于破坏网络。

当然PoW机制虽然很健壮，但成本很高，有太多懂区块链不懂区块链的人批评比特币浪费了大量的算力以及产生这些算力的电、计算设备等。因此后来全世界的聪明人们研究出了不少替代PoW的共识机制，不过这些共识机制同样延续的中本聪的思路：作恶有成本，且成本高到还不如为善。

但是后续的这些共识机制也都有各自的问题。比方说，PoW之外最早也是最重要的PoS，由SunnyKing于2011年提出，它的原则是一个节点持有的币越多，越有机会产生下一个区块，也就是如果想要造假需要持有很大量的币。而既然造假者持有了那么多币，破坏网络的可信度就会造成资产的大量损失，这个损失极有可能是超过造假的收益的。

PoS相比PoW节约了大量的资源，但是对它的批评也很明显：这会造成富者越富，穷者越穷，然后用户会流失，新用户也不愿意加入。

即使在POS和POW之后，诞生了股份授权证明机制、按区块达成的投注共识、瑞波共识机制、秒级共识验证Pool验证池、广泛应用于联盟链共识的实用拜占庭容错机制、小蚁发布的授权拜占庭容错机制等各样共识机制，但是由于它们各自存在的中心化过强、过于依赖代币、容错性过差等缺点，截至目前，依然没有一种共识机制，能让大家都觉得信服。

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