从零开始学习区块链DPOS共识机制

在区块链中,大家会经常听到共识机制这个词语,有人把共识机制称作区块链的灵魂。当前应用最广泛的就是POW和POS,它们在去中心化的进程中发挥了很大的作用,但是,随着区块链3.0的到来,他们存在的问题日益暴露。今天,从零开始学习区块链将介绍应用在EOS上的DPOS共识机制。

从零开始学习区块链DPOS共识机制

POW的问世

早在2010年,一名叫Danile Lrimer 的工程师就已经认识到比特币POW共识机制中存在的问题,挖矿需要消耗大量的能量、速度慢、比特币网络可能被大型矿池控制出现中心化。于是,他想建立一种克服这些劣势的新共识机制。Danile Lrimer,就是我们熟知的BM(Byte Master)。2013年,BM发表了一篇论文,阐释了DPOS共识算法如何解决工作量证明网络中的限制。之后,DPOS被先后应用在比特股系统Bitshares和Steem中,表现不俗。当前冉冉升起的公链明星EOS也选用了DPOS作为共识机制。

DPOS的分工

  在DPOS共识机制中,存在两种角色,公证人和见证者。公证人是指权益持有者,可以投票选举区块生产者,见证者指被选举出来进行区块生产、验证交易的节点。

在DPOS中,不是每个节点都具有生产区块的权利,但是每个节点都具有投票权,这一点和人民代表大会制度很像,不是每个公民都可以做人大代表,但是每个公民都具有选举自己信任的人大代表的权利。DPOS中投票是根据投票者权益进行加权的,在投票中你使用的权益越多,你的选举的影响力越大。

DPOS的工作原理

  DPOS中生产区块主要分为两个步骤:首先选择一群区块生产者,然后安排区块生产。

  区块生产者选举的过程中,想要成为见证者的节点需要到社区去拉票,获得用户的支持,用户根据自己手中的权益去投票,同时见证者创建区块时投票者也会获得收益,具体收益有他们选出的代表决定。见证者的数量不是固定的,是有权益持有者共同决定的。在投票过程中,大家用自己手中的权益支持信任的候选人,然后根据整体投票情况确定一定数量的见证者,第一步就结束了。

选举出来的见证者的权利是完全相等的,他们共同生成新区块。我们以EOS为例来学习。在EOS中,每生产126个区块为一个周期:每次选举出21个出块的超级节点,每个节点生产6个区块。每0.5秒产生一个区块,一次只分配一个节点进行区块生产。如果有生产者错过出块,就会跳过该块,该生产者也会被删除。每完成一个周期的生产,就会重新投票选举见证者。

DPOS的优势

大量降低能耗:在DPOS中生产区块的节点数量极少,大致几十或几百个,每次只授权一个生产者在给定时间生产区块,区块生产是井然有序的,这些节点之间的关系是合作而不是竞争,因此不需要消耗大量的算力去竞争记账权,这样就极大地降低了能源消耗。

提升确认速度:比如EOS每生成一个区块只需要0.5秒,一笔交易大概经过6-10次确认,时间不超过一分钟。对比来看,采用POW算法的比特币系统中,每生成一个区块需要10分钟,每笔交易的确认则需要一小时,同样,POS共识机制的交易确认时间也很长。所以DPOS的速度优势非常明显。

去中心化:虽然比特币创建的初衷是去中心化,人人拥有记账权,但是随着人为控制的不断加深,比特币的算力基本被几大矿池垄断,美好的初衷已经不复存在了。DPOS机制中,通过选举区块生产在,保证了代币持有者对网络的控制,因此,DPOS实际更加去中心化。

从零开始学习区块链DPOS共识机制

区块链中,存在一个去中心化、速度和安全的三角形,这三个目标是相互牵制的。我们要清楚,去中心化是方法而不是目的,DPOS舍弃了部分去中心化,大大提高了速度和安全。同时,DPOS看似去中心化程度不如POW,POW中人人都可以创建区块,但实际上通过选举保证了代币持有者对网络的控制。

文章作者: 贝壳财经 我要纠错
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