區(qū)塊鏈就是運行在P2P網(wǎng)絡(luò)上的去中心化賬本。在公有鏈區(qū)塊鏈項目例如比特幣，成千上萬的用戶在使用這個區(qū)塊鏈。我們怎么去在這樣的系統(tǒng)中獲得信任呢，并且在私有區(qū)塊鏈中也是一樣的情況。這就是共識機制的來源。共識保證了區(qū)塊鏈上的參與者可以互相信任，并且對下個區(qū)塊進行驗證。共識也確保了網(wǎng)絡(luò)中的規(guī)則被遵守，同時承認在區(qū)塊鏈環(huán)境下只有一個真理。

根據(jù)你使用的區(qū)塊鏈種類不同，你需要不同的共識算法來確保區(qū)塊鏈上最后的區(qū)塊能夠在任何時候都反應(yīng)出全網(wǎng)的狀態(tài)。在本文中，我們會大致說明不同的共識算法。

工作量證明（POW）

我們先從比特幣和以太坊說起。工作量證明算法需要礦工解決復(fù)雜的密碼數(shù)學(xué)難題。所以這是個依賴于算力的游戲。簡單說，你將區(qū)塊中的數(shù)據(jù)都打包并加密，直到你獲得有效的哈希值。

優(yōu)勢：尋找有效的哈希值很困難，但是很容易控制哈希是正確的，所以無法欺騙整個系統(tǒng)。系統(tǒng)可以承受大量節(jié)點。

缺點：需要消耗非常多的能源，而且不是很環(huán)保。如果有人能控制51%的算力，就會有被攻擊的風(fēng)險。

權(quán)益證明（POS）

以太坊正在朝著PoS共識機制改變。下個區(qū)塊的礦工會基于隨機參數(shù)，例如他們擁有的代幣數(shù)量，他們擁有這個代幣的時間等等來確定。同時也有其他機制，例如存款證明或者是燃燒證明等等。其實這個很簡單，如果節(jié)點X有1個代幣，節(jié)點Y有2個，那么節(jié)點Y就會有2倍幾率去驗證一個區(qū)塊。

優(yōu)點：比起工作量證明，更加節(jié)約能源。

缺點：更多的安全問題？如果同時在不同的鏈上工作，也不會有懲罰。這樣做，就很難去保證轉(zhuǎn)賬的真實性。

消逝時間證明（PoET）

消逝時間證明是超級賬本鋸齒湖項目中使用的共識。每個參與者都需要有個等待時間，來確保安全的程序集。獲得最短等待時間的參與者會被選為挖出區(qū)塊，經(jīng)過等待時間，挖出區(qū)塊。

優(yōu)勢：挖出區(qū)塊的人會一直變化，同樣的人每次都不會選擇下個區(qū)塊。

劣勢：安全程序集是復(fù)雜的技術(shù)，相對工作量證明來說，更容易進行欺詐。也有中心化的趨勢，因為我們必須使用第三方信任機構(gòu)來確保這個程序集是真的安全。

簡化的拜占庭容錯算法（SBFT）

在這個算法中，區(qū)塊驗證者是一個知名的機構(gòu)。例如在整個商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中可以是一個監(jiān)管者。這個區(qū)塊驗證者創(chuàng)造并提出新的區(qū)塊轉(zhuǎn)賬。在SBFT共識中，一定數(shù)量的節(jié)點一定要接受這個區(qū)塊，當然這取決于錯誤節(jié)點的數(shù)量。在這樣的系統(tǒng)中，最少要有2f+1的節(jié)點必須要接受商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的新區(qū)塊，f就是錯誤節(jié)點的數(shù)量。

舉例來說，我們假設(shè)現(xiàn)在系統(tǒng)中有30個參與者，其中包含了5個錯誤節(jié)點。作為需要驗證的新區(qū)塊，11（2×5+1）個節(jié)點。

這個錯誤可以是惡意的，也可能是無效的節(jié)點。

優(yōu)點：比工作量證明更快，有更好的擴容性。

缺點：有中心化趨勢。一個驗證者提出下個區(qū)塊。

權(quán)威證明（PoA）

適合私有鏈網(wǎng)絡(luò)，并且不需要分布式信任體系。原理相對簡單：網(wǎng)絡(luò)中的一些人在滿足某些條件之后被認證為驗證者，例如身份認證。這些驗證者負責維持區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)。

優(yōu)點：非常適合私有鏈，速度非常快。

缺點：犧牲了信任。

結(jié)論

我們對區(qū)塊鏈世界的共識機制做出了概覽，這篇文章只是列舉了一部分可能性，當然還有其他可能的共識機制?？傮w來說，我們可以將這些共識分為3類：

- 標準的工作量共識

- 基于共識的許可性投票（PoA，SBFT）

- 基于共識的許可性投注（PoET）

到底選擇哪個共識來進行區(qū)塊鏈的實施取決于哪類網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)。

投注類型的可能更加適合月大型網(wǎng)絡(luò)。投票類型的可能更適合小型網(wǎng)絡(luò)，同時將延時降到最小化。