比特币:《区块链100问：从小白到大佬》：共识机制Pow、Pos、DPos是什么

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上期我们从共识机制说起，用从古至今的例子具体的阐述了共识机制的对社会、对我们生活的意义，让大家真正理解区块链。本期内容，我们讲一下比特币信任基础：共识机制Pow、Pos、DPos是什么~

共识机制的背景

数字货币都是去中介化的，而去中介化的要求就是需要众多的节点共同维护一个大账本，同时每个加入网络的节点都需要保存一份完整的账本，但不是每个节点同时记账，因为节点都处于不同的环境，接收到的信息不同步甚至出现不同信息，如果同时记账的话必然引起账本混乱，因此需要所有节点达成共识，来决定哪个节点记账？怎么记？记录成功后，又怎么保证不被其他的节点更改？而达成共识的办法就是--共识机制。

网信办：加强对《区块链信息服务管理规定》等法规规章的宣传解读:金色财经报道，中央网络安全和信息化委员会办公室印发《网信系统法治宣传教育第八个五年规划（2021-2025年）》，其中指出要加强对《关键信息基础设施安全保护条例》《互联网信息服务管理办法》《互联网新闻信息服务管理规定》《区块链信息服务管理规定》等法规规章的宣传解读。[2021/11/18 6:57:19]

比特币的共识机制

比特币使用的是Pow共识机制,比特币成功运行至今,Pow机制的功能性也得到了证明.Pow涉及到挖矿,Pow的实现需要消耗巨大的电力,这也就是Pow机制最受诟病的地方.于是POS和DPOS机制也应运而生。

一、Pow

基本原理

比特币的基础，第一代共识机制,理解起来，很简单，就是"按劳取酬"，你付出最多的工作量，就会获得报酬。在比特币网络中，这个劳动就是矿工为网络贡献了多少算力，贡献算力的过程就是挖矿。

《区块链电子签章参考架构》团体标准发布，1月15日开始实施:2020年12月15日，中国电子工业标准化技术协会正式发布T/CESA 1128—2020《区块链电子签章参考架构》团体标准。该团体标准由易签链（深圳）科技有限公司牵头、中国电子技术标准化研究院等单位共同参与编制，将于2021年1月15日开始实施。

在标准研制过程中，易签链同步研发了区块链电子签章签名系统V1.0，该系统通过电子标准院的区块链系统功能测试，并获得CNAS认证的《区块链系统功能测试报告》。

《区块链电子签章参考架构》明确了区块链电子签章的参考架构、主要功能模块和关键流程。该标准将区块链技术与传统电子签章技术融合，以“物电同源电子印章”为唯一数据源，提升整体签章流程的安全性和可追溯性。（电子签名与可信服务发展联盟）[2021/1/13 16:05:14]

那么"报酬"是怎么分配的呢？就像我们之前举得例子，如果是真的拿着锄头挖矿，能挖到宝藏的概率与各自提供的算力是成正比的，简单来说，就是能力越强越有可能得到代币奖励。

动态 | 美国伊利诺伊州《区块链技术法案》生效，智能合约被合法化:美国伊利诺伊州已朝着通过《区块链技术法案》规范基于区块链的技术迈出了重要的一步。该法案由众议员Keith Wheeler支持，于2020年1月1日生效，该法案首先要解决的问题之一就是对区块链本身的定义：“区块链是指由多方使用去中心化方法创建的电子记录，用以核实和储存交易的数字记录，而交易记录则由先前交易信息的加密散列加以保护。”此外，该法案还提供了加密散列、电子记录和智能合约的定义。该法案还规定，“不得仅仅因为区块链被用于创建、存储或验证智能合约、记录或签字而剥夺这些客体的法律效力或可执行性。”法案还补充说，如果需要以书面形式提交包含记录的基于区块链的智能合约，那么该合约就符合法律规定。换句话说，智能合约现在在法庭上是可接受的，它们可以用来提供证明或要求可执行性。（CryptoPotato）[2020/1/10]

优点

动态 | 联想发布《区块链供应链协同应用白皮书》:11月8日，由中国信息通信研究院、中国通信标准化协会、可信区块链推进计划共同主办的“2019可信区块链峰会”在北京举办。在分论坛上，联想集团区块链高级研究员、TBI供应链协同组组长陈飞飞正式发布可信区块链推进计划《区块链供应链协同应用白皮书》。陈飞飞表示，两年前，联想开始探索区块链技术的应用落地方向，把目光聚焦在了供应链管理领域，发现区块链自身具备的可信账本、分布式联盟的特性，能够契合到供应链的协作管理、协同共赢的的诉求，所以联想将两者融合进行创新。[2019/11/8]

1.技术代码本身非常很复杂，有很多技术细节，但我们不去做技术也没必要去深究，我们只需要知道，Pow机制的实现能够帮助矿工获得代币奖励，它通过经济手段来吸引和鼓励更多人参与。

2.通过挖矿发行比特币，把比特币分散给更多的节点。

缺点

1.Pow机制的运行的所消耗电力是相当高的，有统计结果显示，迄今为止，比特币一年的耗电量已经达到了捷克共和国一年的用电量，而这与人类追求节能、清洁、环保的理念相悖。

2.Pow机制发展至今，算力的提供已经从CPU、GPU、FPGA发展到清一色的ASIC芯片矿机。这样直接导致了从个人挖矿发展到大矿池、矿场，算力集中越来越明显。这与去中介化的初衷相去甚远，同时网络的安全也受到威胁。

也正是Pow机制的这些缺点，Pos机制被人们提出。

二、PoS(ProofofStake):权益证明机制

基本原理

点点币首先采用了Pos机制。点点币引入"币龄"概念，同时融合了挖矿。简单来说，就是一个根据用户持有货币的多少和时间与算力三个因素来决定记账权，发放代币的一个制度。比如你有100个点点币，持有了30天，那么你的币龄就是100x30=3000，这个时候你才有权利去竞争记账权，当成功获得记账权并完成记账后，币龄将会清零，必须等待下一个30天后才能再次竞争记账权，这就有效地避免了被大机构控制的可能，降低了系统运行风险。

优点

1.节能、环保。取消了挖矿，不需要大量耗费电力和能源。

2.更去中介化、更安全。相比于Pow机制，PoS机制对计算机硬件要求较低，所有节点都可以参与，不用担心算力集中导致中心化的出现，发动攻击更加困难，网络安全性更高。

缺点

1.PoS机制的加密货币，基于流动性的缺点，如果参与的人并不会很多，就导致了它的信用基础不够牢固。

2.Pos根据账户余额来结算，会导致首富账户权力更大，可能支配记账权。

Pow和Pos虽然解决了记账一致性的问题，但Pow会导致算力集中而走向中心化，Pos虽然考虑了Pow的缺点，但同样存在很多问题，于是有人提出了DPos来解决它们的不足。

三、DPoS：授权股权证明机制

基本原理

这是比特股的创新。比特股引入了"见证人"概念，DPos也取消了挖矿。见证人可以生产区块，并且每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。实现这一切不需要信任任何人，因为只有获得半数以上的投票的候选者才能成功当选，并且只要发现见证人出现算力不稳定，计算机宕机、或者试图利用手中的权力作恶等情况可以立刻投票更换见证人，这样就实现了公平民主的达成共识。

优点

1.能耗更低。取消了挖矿，DPoS机制的节点数量只有101个，在保证网络安全的前提下，网络运能耗减少，成本最低。

2.更加去中心化。见证人通过民主公平的方式产生，并且可以随时更换，本质来讲是弱中心化的。

缺点

1.投票的参与度不高。绝大多数持股人从未参与投票。因为投票需要时间、精力以及技能，在没有经济手段激励的情况下持股人参与度会随之下降。

2.有好的持股人，对应的也会有搞破坏持股人的存在。社区选举不能及时有效的发现破坏节点的出现，从而影响选举结果，造成安全隐患。

好的，总结一下今天的内容，我们从为什么需要共识机制说起，具体的阐述了Pow、Pos、DPos三种共识机制的基本原理及其存在的优缺点，希望能给大家带来一点收获。

我们也将持续更新《区块链100问：从小白到大佬》专辑，想要系统了解区块链知识的朋友可以关注我们，第一时间了解更多区块链知识。

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