所有主要的區(qū)塊鏈共識算法解釋

區(qū)塊鏈技術(shù)席卷全球，提供了一種去中心化且安全的信息存儲和傳輸方式。它還徹底改變了交易的執(zhí)行方式，隨之而來的是廣泛的共識算法。在這里，共識算法在確保區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的完整性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在本文中，我們將探討所有主要類型的區(qū)塊鏈共識算法、它們的含義、優(yōu)點、缺點，以及為什么它們在區(qū)塊鏈技術(shù)中必不可少。

區(qū)塊鏈共識算法

共識算法是一組規(guī)則或協(xié)議，使區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點能夠就網(wǎng)絡(luò)的共享狀態(tài)達成一致。它們用于確保網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點就交易的有效性以及將它們添加到區(qū)塊鏈的順序達成共識。

共識算法負(fù)責(zé)通過確保沒有單個節(jié)點或節(jié)點組可以操縱網(wǎng)絡(luò)來維護區(qū)塊鏈的完整性。

出于多種原因，共識算法在區(qū)塊鏈技術(shù)中至關(guān)重要。

1. 它們通過防止惡意行為者控制網(wǎng)絡(luò)、確保有效交易和順暢的網(wǎng)絡(luò)運行來提供安全性。
2. 它們通過確保所有節(jié)點就交易有效性達成共識來幫助實現(xiàn)去中心化，從而防止中心化。
3. 共識算法通過使所有交易在區(qū)塊鏈上可見來提高透明度，從而便于跟蹤和防止欺詐活動。
4. 它們通過允許節(jié)點快速就交易有效性達成一致并及時向區(qū)塊鏈添加新塊來提高效率'

區(qū)塊鏈中共識算法的類型

讓我們一一了解區(qū)塊鏈中所有主要的共識算法。

1. 工作量證明（PoW）

工作量證明是許多區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用的一種共識算法，用于驗證交易并將新區(qū)塊添加到鏈中。PoW 最初由比特幣的創(chuàng)造者中本聰引入，作為保護網(wǎng)絡(luò)和防止雙重支出的一種方式。

PoW 算法要求礦工解決稱為哈希的復(fù)雜數(shù)學(xué)問題，以驗證交易并向鏈中添加新區(qū)塊。PoW 算法中使用的哈希函數(shù)被設(shè)計成在計算上難以解決，這意味著它需要大量的計算能力來解決問題并向鏈中添加一個塊。礦工相互競爭以解決問題，第一個解決問題的人將獲得新鑄造的加密貨幣作為獎勵。

該算法的安全性來自于難以解決哈希問題，這意味著攻擊者試圖接管網(wǎng)絡(luò)的代價是昂貴的。攻擊者需要控制網(wǎng)絡(luò)計算能力的很大一部分，即哈希率，才能發(fā)起攻擊。這被稱為 51% 攻擊，并且很難實現(xiàn)，因為它需要大量資源

對 PoW 算法的批評之一是它是能源密集型的，因為礦工需要使用大量的計算能力來解決哈希問題。這導(dǎo)致人們擔(dān)心使用 PoW 的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)對環(huán)境的影響。然而，一些人認(rèn)為，能源消耗對于保護網(wǎng)絡(luò)和防止攻擊是必要的。

2.權(quán)益證明（PoS）

股權(quán)證明是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中用于驗證交易并向鏈中添加新區(qū)塊的共識算法。與需要礦工解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的工作證明 (PoW) 不同，PoS 依賴持有一定數(shù)量加密貨幣的驗證者來驗證交易并向鏈中添加新塊。

在 PoS 網(wǎng)絡(luò)中，選擇驗證器根據(jù)他們持有的加密貨幣數(shù)量（稱為他們的股份）將新塊添加到鏈中。股權(quán)越大，被選中向鏈中添加區(qū)塊的機會就越大。驗證者被激勵誠實地行事，因為如果他們驗證欺詐交易或試圖攻擊網(wǎng)絡(luò)，他們就有失去股份的風(fēng)險。

PoS 與 PoW

PoS 相對于 PoW 的好處之一是它的能源密集度較低。PoW 需要礦工使用大量的計算能力來解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，而 PoS 只需要驗證者持有加密貨幣。這使得 PoS 更加環(huán)保且運營成本更低。

權(quán)益證明的好處

PoS 的另一個好處是它促進了去中心化。在 PoW 網(wǎng)絡(luò)中，擁有最大算力的礦工對網(wǎng)絡(luò)有更多的控制權(quán)，這會導(dǎo)致中心化。

在 PoS 網(wǎng)絡(luò)中，擁有最大股份的驗證者擁有更多控制權(quán)，但單個驗證者或驗證者組很難獲得對網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)，因為他們需要控制大量的加密貨幣。

PoS 的缺點

PoS 的一個潛在缺點是它可能導(dǎo)致富者愈富的局面，即擁有最大權(quán)益的驗證者繼續(xù)賺取更多的加密貨幣，從而使較小的驗證者更難以參與網(wǎng)絡(luò)。

然而，一些 PoS 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實現(xiàn)了解決這個問題的機制，例如隨機選擇驗證者或限制單個驗證者可以持有的加密貨幣數(shù)量。

3.委托權(quán)益證明（DPoS）

委托權(quán)益證明是一些區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用的共識算法，用于驗證交易并將新區(qū)塊添加到鏈中。DPoS 是權(quán)益證明 (PoS) 的一種變體，它依賴于一小群驗證者（稱為委托人或見證人）來驗證交易并向鏈中添加新區(qū)塊。

在 DPoS 網(wǎng)絡(luò)中，代幣持有者投票選出在驗證過程中代表他們的代表。代表負(fù)責(zé)驗證交易并將新區(qū)塊添加到鏈中。代表們被激勵誠實地行事，因為如果他們驗證欺詐交易或試圖攻擊網(wǎng)絡(luò)，他們將面臨失去職位和獎勵的風(fēng)險。

DPoS 與 PoS

DPoS 相對于 PoS 的好處之一是它更高效。PoS 要求所有驗證者都參與驗證過程，如果某些驗證者不在線或沒有積極參與，這可能會導(dǎo)致效率低下。In DPoS, only the elected delegates participate in the validation process, which makes it faster and more efficient.

DPoS 的好處

DPoS 的另一個好處是它促進去中心化，同時仍然提供快速的交易處理時間。在 PoS 網(wǎng)絡(luò)中，擁有最大股份的驗證者對網(wǎng)絡(luò)擁有更多控制權(quán)，這可能導(dǎo)致中心化。

在 DPoS 網(wǎng)絡(luò)中，代幣持有者對誰將成為代表有發(fā)言權(quán)，這可能會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)更加去中心化。

DPoS 的缺點

DPoS 的一個潛在缺點是它可能導(dǎo)致權(quán)力集中在一小部分代表手中。如果一小群代表控制了大量的投票權(quán)，他們可能會合謀操縱網(wǎng)絡(luò)。

然而，一些 DPoS 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實現(xiàn)了解決這個問題的機制，例如限制任何一個實體可以控制的代表數(shù)量。

4. 租賃權(quán)益證明（LPoS）

租賃權(quán)益證明是一些區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用的共識算法，用于驗證交易并向鏈中添加新區(qū)塊。LPoS 是權(quán)益證明 (PoS) 的一種變體，它允許較小的代幣持有者通過將其代幣出租給較大的驗證者來參與驗證過程。

在 LPoS 網(wǎng)絡(luò)中，代幣持有者將他們的代幣出租給驗證者，驗證者使用這些代幣來增加他們的股份并提高他們被選中來驗證交易和向鏈中添加新區(qū)塊的機會。代幣持有者保留其代幣的所有權(quán)，并根據(jù)他們租賃的代幣數(shù)量按比例獲得驗證者獲得的獎勵份額。

LPoS 的好處

LPoS 的好處之一是它允許較小的代幣持有者參與驗證過程并獲得獎勵，而無需持有大量代幣。這促進了權(quán)力下放，并允許網(wǎng)絡(luò)中的參與者群體更加多樣化。

LPoS 的另一個好處是它可以潛在地提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。通過允許更多代幣持有者參與驗證過程，LPoS 可以使單個驗證者或驗證者組更難以獲得網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)和操縱交易。

LPoS 的缺點

LPoS 的一個潛在缺點是它可能比其他共識算法更復(fù)雜。代幣持有者必須了解將代幣出租給驗證者的風(fēng)險和回報，驗證者必須以負(fù)責(zé)任的方式管理他們租用的代幣。

5.權(quán)威證明（PoA）

權(quán)威證明是一些區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用的共識算法，用于驗證交易并向鏈中添加新塊。與工作量證明 (PoW) 和權(quán)益證明 (PoS) 等其他共識算法不同，PoA 依賴于一組受信任的驗證器，而不是分散的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)。

在 PoA 網(wǎng)絡(luò)中，一組驗證器被指定為權(quán)威并負(fù)責(zé)驗證交易并向鏈中添加新塊。驗證者通常是根據(jù)他們的聲譽和專業(yè)知識來選擇的，并且他們被激勵誠實地行事，因為他們的聲譽是在線的。

PoA 的好處

PoA 的好處之一是它比其他共識算法更高效。PoW 需要大量的計算能力來驗證交易，這可能既昂貴又耗時。PoS 需要大量的股份才能參與驗證過程，這可能導(dǎo)致中心化。另一方面，PoA 依賴于一小群受信任的驗證者，這使得它更快、更高效。

PoA 的另一個好處是它可以更適合私有或企業(yè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)中，擁有一個去中心化的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)來驗證交易可能是不可行或不可取的。PoA 允許采用更加受控和集中的驗證方法，這在這些情況下可能更合適。

PoA的缺點

PoA 的一個潛在缺點是它不如其他共識算法安全。由于 PoA 依賴于一小群驗證者，如果一個或多個驗證者受到損害或惡意行為，網(wǎng)絡(luò)更容易受到攻擊。然而，一些 PoA 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實現(xiàn)了解決這個問題的機制，例如要求多個驗證者在交易上簽字。

6.拜占庭容錯（BFT）

拜占庭容錯是計算機科學(xué)中的一個概念，指的是即使系統(tǒng)的某些組件出現(xiàn)故障或出現(xiàn)惡意行為，系統(tǒng)仍能正確運行并達成共識的能力。在區(qū)塊鏈技術(shù)背景下，拜占庭容錯是一種共識算法，即使在面臨惡意攻擊或系統(tǒng)故障的情況下，也能使分布式網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點就交易的有效性達成一致，并保持區(qū)塊鏈的完整性。

BFT 旨在防止“拜占庭將軍問題”，這是一種理論場景，在這種情況下，一群將軍必須協(xié)調(diào)對一座城市的攻擊，但有些將軍是叛徒，可能會向其他人發(fā)送虛假信息。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，拜占庭將軍問題可以表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點惡意行為或無法正確通信。

BFT 通過要求一定比例的節(jié)點在將交易添加到區(qū)塊鏈之前就交易的有效性達成一致來解決這個問題。在傳統(tǒng)的 BFT 算法中，該百分比設(shè)置為節(jié)點總數(shù)的三分之二。如果三分之二的節(jié)點同意交易的有效性，那么它就會被添加到區(qū)塊鏈中。如果少于三分之二的節(jié)點同意，則交易被拒絕。

BFT 與 PoW 和 PoS

BFT 與其他共識算法（例如工作量證明或股權(quán)證明）不同，因為它不需要大量的計算能力或股權(quán)來參與驗證過程。相反，它依賴于一小部分節(jié)點就交易的有效性達成一致，這使得它比其他共識算法更高效、更快速。

BFT 的缺點

BFT 的一個潛在缺點是它需要對網(wǎng)絡(luò)參與者更高級別的信任。如果很大比例的節(jié)點表現(xiàn)出惡意或無法正確通信，則網(wǎng)絡(luò)可能無法達成共識并維持區(qū)塊鏈的完整性。但是，BFT 通常用于參與者已知且受信任的私人或企業(yè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。

7.實用拜占庭容錯（PBFT）

這是一種共識算法，它擴展了拜占庭容錯 (BFT) 算法，以在分布式系統(tǒng)中提供高級別的容錯能力。PBFT 通常用于企業(yè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)和其他需要高度共識的分布式系統(tǒng)。

PBFT 的工作原理是將共識過程分解為一系列對每筆交易重復(fù)的步驟。每個步驟涉及網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點，每個節(jié)點負(fù)責(zé)在將交易傳遞給下一個節(jié)點之前驗證交易的有效性。

PBFT 算法需要一定數(shù)量的節(jié)點對一筆交易的有效性達成共識，然后才能將其添加到區(qū)塊鏈中。

在 PBFT 中，這個數(shù)字由公式確定；f = (n-1)/3，其中 f 是系統(tǒng)可以容忍的最大故障節(jié)點數(shù)，n 是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點總數(shù)。

PBFT 被設(shè)計為具有容錯性，這意味著即使網(wǎng)絡(luò)中的某些節(jié)點出現(xiàn)故障或惡意行為，它也可以繼續(xù)正常運行。該算法通過允許節(jié)點相互通信并就交易的有效性達成共識來實現(xiàn)這一點。如果一個節(jié)點出現(xiàn)故障或惡意行為，其他節(jié)點可以檢測到問題并將該節(jié)點排除在共識過程之外。

PBFT 的好處

PBFT 的好處之一是它可以實現(xiàn)高吞吐量和低延遲，即使在具有大量節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中也是如此。PBFT 還以其高級別的安全性而聞名，因為它可以在不損害區(qū)塊鏈完整性的情況下容忍多達 f 個故障節(jié)點。

PBFT 的缺點

然而，PBFT 確實有一些局限性。它需要一定數(shù)量的節(jié)點才能達成共識，這意味著它可能不適合小型網(wǎng)絡(luò)。PBFT 還需要比其他一些共識算法更高水平的計算能力，這可能會降低其能效。

8.委托拜占庭容錯（dBFT）

現(xiàn)在，這種共識算法結(jié)合了拜占庭容錯（BFT）和委托權(quán)益證明（DPoS）算法的優(yōu)點。dBFT 通常用于需要高水平共識和吞吐量的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。

與 BFT 和 PBFT 一樣，dBFT 被設(shè)計為具有容錯性，這意味著即使網(wǎng)絡(luò)中的某些節(jié)點發(fā)生故障或惡意行為，它也可以繼續(xù)正常運行。在 dBFT 中，共識是通過投票過程達成的，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都可以對交易的有效性進行投票。

然而，與 BFT 和 PBFT 不同，dBFT 使用委托模型，其中網(wǎng)絡(luò)參與者將他們的投票權(quán)委托給較少數(shù)量的可信節(jié)點，稱為驗證器。驗證者負(fù)責(zé)驗證交易并就交易的有效性達成共識。

dBFT 基于循環(huán)系統(tǒng)，驗證者輪流驗證交易。驗證者是根據(jù)他們在網(wǎng)絡(luò)中的聲譽和權(quán)益來選擇的。驗證者被激勵誠實行事，因為任何惡意行為都可能導(dǎo)致聲譽和權(quán)益的損失。

dBFT 的好處

dBFT 的好處之一是它可以實現(xiàn)高吞吐量和低延遲，因為只需要少量的驗證者就可以達成共識。dBFT 還降低了集中化的風(fēng)險，因為驗證者是根據(jù)他們的聲譽和權(quán)益而不是他們的計算能力來選擇的。

dBFT 的缺點

然而，dBFT 確實有一些限制。它需要對所選驗證器的高度信任，如果大量驗證器由單個實體控制，這可能會導(dǎo)致潛在的漏洞。dBFT 也不適合所有類型的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，因為對于某些用例可能沒有必要達成如此高水平的共識。

9.有向無環(huán)圖（DAG）

這是一種常用于分布式賬本技術(shù)和區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈架構(gòu)以線性的、按時間順序排列的塊順序組織數(shù)據(jù)不同，DAG 允許以更靈活、更高效的方式來存儲和驗證數(shù)據(jù)。

DAG 是由頂點和邊組成的圖，其中每個頂點代表一個交易，每條邊代表交易之間的關(guān)系。在 DAG 中，交易不像傳統(tǒng)區(qū)塊鏈那樣以線性鏈組織，而是以更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)組織，其中每個交易都鏈接到多個其他交易。

DAG 的好處

基于 DAG 的系統(tǒng)的好處之一是它們可以實現(xiàn)高可擴展性和交易吞吐量。事務(wù)可以并發(fā)處理，只要它們之間沒有沖突。這意味著可以同時驗證多筆交易，從而提高系統(tǒng)的整體效率。

DAG 的另一個優(yōu)勢是它們能夠處理網(wǎng)絡(luò)中的分叉。在傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈中，當(dāng)同時創(chuàng)建兩個區(qū)塊時，只有其中一個可以被接受到鏈中。這可能會導(dǎo)致之前被認(rèn)為有效的區(qū)塊突然被拒絕，從而導(dǎo)致鏈中出現(xiàn)分叉。

在基于 DAG 的系統(tǒng)中，分叉是自動解決的，因為交易是根據(jù)它們與圖中其他交易的關(guān)系進行驗證的。

例子

基于 DAG 的系統(tǒng)的一個例子是IOTA，這是一種為物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備設(shè)計的分布式賬本技術(shù)。在 IOTA 中，交易被表示為 DAG 中的節(jié)點，每個交易都必須確認(rèn)之前的兩個交易才能被驗證。這創(chuàng)建了一個更高效和可擴展的系統(tǒng)，因為可以同時處理多個事務(wù)。

DAG 的缺點

然而，基于 DAG 的系統(tǒng)也有一些局限性。使用 DAG 的挑戰(zhàn)之一是需要一種復(fù)雜的共識機制來確定圖中交易的順序。此外，DAG 可能并不適合所有類型的區(qū)塊鏈應(yīng)用程序，因為它們可能需要比傳統(tǒng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)更復(fù)雜的架構(gòu)。

10.容量證明（PoC）

容量證明是一些區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用的共識機制，用于驗證交易并維護區(qū)塊鏈的完整性。PoC 類似于工作證明 (PoW)，因為它要求參與者解決計算難題以向區(qū)塊鏈添加新塊，但它的不同之處在于它如何利用計算機存儲而不是計算能力。

在 PoC 系統(tǒng)中，參與者分配他們計算機硬盤空間的一部分作為繪圖，這本質(zhì)上是預(yù)先計算的數(shù)據(jù)段，可用于生成計算難題的解決方案。當(dāng)需要將新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈時，會搜索參與者的地塊以找到解決難題的方法。第一個找到有效解決方案的參與者可以將新塊添加到區(qū)塊鏈并獲得加密貨幣形式的獎勵。

制。由于參與者不需要不斷地執(zhí)行復(fù)雜的計算，因此 PoC 需要的電力更少，對環(huán)境的影響也更小。

PoC 的缺點

然而，PoC 的一個缺點是它可能容易受到某些類型的攻擊，例如預(yù)計算和 Sybil 攻擊。在預(yù)計算攻擊中，攻擊者可以預(yù)計算大量圖，然后使用它們快速解決計算難題并將新塊添加到區(qū)塊鏈中，從而使他們相對于其他參與者具有不公平的優(yōu)勢。

在 Sybil 攻擊中，攻擊者可以創(chuàng)建多個身份以增加他們找到謎題解決方案的機會。

為了減輕這些風(fēng)險，一些 PoC 系統(tǒng)采用了額外的安全措施，例如要求參與者通過執(zhí)行質(zhì)詢-響應(yīng)協(xié)議來證明他們不是 Sybil 攻擊者。

11. 燃燒證明 (PoB)

現(xiàn)在，這是一些區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用的共識機制，用于驗證交易并向區(qū)塊鏈添加新區(qū)塊。PoB 不像其他共識機制那樣使用計算能力或存儲空間，而是要求參與者銷毀或銷毀加密貨幣令牌以證明他們對網(wǎng)絡(luò)的承諾。

要參與 PoB 系統(tǒng)，用戶必須將一定數(shù)量的加密貨幣發(fā)送到一個地址，該地址將被永久銷毀。這種銷毀加密貨幣的行為被稱為銷毀。一旦加密貨幣被銷毀，用戶就有權(quán)向區(qū)塊鏈添加新區(qū)塊并因此獲得獎勵。

PoB 背后的想法是，通過燃燒加密貨幣，用戶正在做出經(jīng)濟上的犧牲并表明他們對網(wǎng)絡(luò)的承諾。這降低了惡意行為者試圖攻擊網(wǎng)絡(luò)的可能性，因為他們必須燃燒大量的加密貨幣才能這樣做。

PoB 的好處

PoB 的一個潛在好處是它可以幫助減少加密貨幣生態(tài)系統(tǒng)中的通貨膨脹。由于代幣被銷毀而不是被創(chuàng)造，代幣的整體供應(yīng)量減少，這有助于穩(wěn)定加密貨幣的價值。

PoB的缺點

然而，PoB 也有一些缺點。一是很難確定銷毀代幣的價值，因為它們已被永久銷毀且無法恢復(fù)。這會使準(zhǔn)確衡量網(wǎng)絡(luò)中的承諾和投資水平變得困難。此外，燃燒代幣可以被視為浪費和環(huán)境不友好。

12. 身份證明 (PoI)

它是一種共識機制，用于驗證網(wǎng)絡(luò)參與者的身份。它是一種共識機制，旨在促進區(qū)塊鏈交易中的信任、安全和真實性。

PoI 的工作原理是要求參與者提供與現(xiàn)實世界身份驗證過程相關(guān)聯(lián)的數(shù)字身份。這可以通過多種方法實現(xiàn)，例如政府頒發(fā)的 ID、生物識別數(shù)據(jù)或其他形式的可驗證身份憑證。身份驗證過程確保每個參與者都是真實的、可識別的個體，這有助于防止網(wǎng)絡(luò)中的欺詐或惡意活動。

一旦參與者的身份得到驗證，他們就有權(quán)參與網(wǎng)絡(luò)并為達成共識做出貢獻。這可以通過不同的機制來實現(xiàn)，具體取決于特定的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。

例如，一些 PoI 網(wǎng)絡(luò)可能要求參與者對提議的交易進行投票，而其他網(wǎng)絡(luò)可能允許參與者自己提議交易。

身份證明的好處

PoI 的主要好處之一是它可以幫助防止 Sybil 攻擊，在這種攻擊中，單個參與者在網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建多個身份以獲得控制或操縱系統(tǒng)。通過要求參與者提供可驗證的身份憑證，PoI 確保每個參與者都是網(wǎng)絡(luò)中唯一的、可識別的實體。

身份證明的缺點

然而，PoI 也有一些缺點。一是很難在匿名和隱私與身份驗證之間取得平衡。一些參與者可能不想透露他們的身份以維護他們的隱私，而其他人可能無法訪問必要的身份驗證工具。

此外，身份驗證過程可能既費時又費錢，這可能會阻止一些參與者加入網(wǎng)絡(luò)。

13. 活動證明（PoA）

它是一種混合共識機制，結(jié)合了工作量證明（PoW）和權(quán)益證明（PoS），以實現(xiàn)更安全和高效的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。PoA 的開發(fā)是為了替代傳統(tǒng)的 PoW 和 PoS 機制，這些機制因高能耗和中心化風(fēng)險而受到批評。

在 PoA 中，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)首先使用 PoW 產(chǎn)生新的區(qū)塊，類似于比特幣。然而，與比特幣不同，PoA 并不僅僅依賴 PoW 來達成共識。相反，一旦生成新塊，系統(tǒng)就會根據(jù) PoS 持有量從網(wǎng)絡(luò)中隨機選擇一組驗證器。然后這些驗證者需要簽署新區(qū)塊，提供第二層共識驗證。

通過結(jié)合 PoW 和 PoS，PoA 旨在實現(xiàn)更加安全和高效的共識機制。PoW 確保塊難以創(chuàng)建并有助于防止惡意攻擊，而 PoS 鼓勵長期網(wǎng)絡(luò)參與并通過根據(jù)參與者持有的股份數(shù)量分配獎勵來防止中心化。

活動證明的好處

PoA 的主要好處之一是它比 PoW 消耗更少的能源，因為它不需要礦工不斷地解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。此外，PoA 的 PoS 元素有助于防止中心化，因為它鼓勵更多參與者持有網(wǎng)絡(luò)中的股份并減少大型礦池支配網(wǎng)絡(luò)的動機。

活動證明的缺點

然而，PoA 也有一些缺點。一個是它仍然容易受到 51% 攻擊，在這種情況下，一群驗證者串通起來操縱網(wǎng)絡(luò)。此外，PoA 的實施可能比傳統(tǒng)的 PoW 或 PoS 機制更復(fù)雜，因為它需要兩者的結(jié)合。

14. 經(jīng)過時間證明（PoET）

它是英特爾開發(fā)的用于許可區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的共識算法。PoET 旨在成為比特幣等公共區(qū)塊鏈中使用的傳統(tǒng)工作量證明 (PoW) 算法的一種更節(jié)能、更安全的替代方案。

在 PoET 中，網(wǎng)絡(luò)中的每個參與者都被分配了一個隨機等待時間，類似于彩票。參與者競爭成為第一個完成等待時間的人，第一個完成的人被授予創(chuàng)建下一個區(qū)塊的權(quán)利。這個過程被稱為“領(lǐng)導(dǎo)人選舉”。

與參與者競爭解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的 PoW 不同，PoET 參與者只需等待分配給他們的時間結(jié)束。這個等待時間是使用英特爾硬件提供的可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）來確定的，這保證了等待時間是隨機的，不受參與者的影響。

PoET 的好處

PoET 的主要好處之一是它比 PoW 消耗的能源少得多，因為它不需要參與者持續(xù)執(zhí)行復(fù)雜的計算。這使得它更適合在參與者已知且受信任的許可區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用。

PoET 還被設(shè)計為高度安全的。由于每個參與者都被分配了一個隨機等待時間，因此單個參與者或一組參與者很難操縱網(wǎng)絡(luò)。此外，英特爾 TEE 的使用可確保等待時間真正隨機，參與者無法預(yù)測或影響。

PoET 的缺點

然而，PoET 的一個潛在缺點是它需要使用英特爾的硬件，這在某些情況下可能會限制其采用。此外，由于 PoET 是為在許可網(wǎng)絡(luò)中使用而設(shè)計的，它可能不適合任何人都可以參與的公共區(qū)塊鏈。

15. 重要性證明

這是 NEM 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用的共識算法。它旨在根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的整體參與和投資水平來確定網(wǎng)絡(luò)中的哪些節(jié)點有權(quán)創(chuàng)建新區(qū)塊并驗證交易。

在重要性證明中，節(jié)點的重要性由兩個因素決定：其原生加密貨幣 ( XEM ) 的余額及其在網(wǎng)絡(luò)中的整體參與度。一個節(jié)點持有的 XEM 越多，他們進行的交易越多，其重要性得分就越高。然后使用該分?jǐn)?shù)來確定哪些節(jié)點有權(quán)創(chuàng)建新塊和驗證交易。

重要性證明的好處

重要性證明的好處之一是它旨在鼓勵積極參與網(wǎng)絡(luò)。持有大量 XEM 但不參與交易的節(jié)點的重要性得分低于積極參與網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點。這會激勵節(jié)點成為網(wǎng)絡(luò)的積極參與者，這有助于提高區(qū)塊鏈的整體安全性和可靠性。

PoI 的另一個好處是它被設(shè)計成比其他一些區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中使用的傳統(tǒng)工作量證明 (PoW) 算法更節(jié)能。由于 PoI 不需要節(jié)點執(zhí)行復(fù)雜的計算，因此它使用的能量和計算資源更少。

重要性證明的缺點

然而，PoI 的一個潛在缺點是它可能不像其他一些共識算法那樣安全。由于節(jié)點的重要性部分取決于其 XEM 余額，因此存在大量 XEM 可能集中在少數(shù)節(jié)點手中的風(fēng)險，從而使它們對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不成比例的影響。

結(jié)論

總之，選擇正確的共識算法是設(shè)計區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)時的關(guān)鍵決策。每種共識算法都有自己的優(yōu)點和缺點，選擇錯誤的算法會對網(wǎng)絡(luò)的安全性、去中心化和性能造成嚴(yán)重后果。

因此，在選擇共識算法時，必須評估區(qū)塊鏈應(yīng)用的需求，并考慮可擴展性、效率、安全性和去中心化等因素。設(shè)計良好的共識算法可以提供多種好處，例如提高安全性、提高效率、縮短交易時間和增強去中心化。另一方面，不合適的共識算法會導(dǎo)致交易速度變慢、成本增加和安全性降低。

最終，正確的共識算法選擇可以決定區(qū)塊鏈應(yīng)用的成功與否，因此明智地選擇至關(guān)重要。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展和新的共識算法的出現(xiàn)，必須保持最新狀態(tài)并了解最新信息，以便為每個獨特的區(qū)塊鏈應(yīng)用程序做出最佳決策。

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