区块链的几种共识算法简介

　　区块链是一种在对等网络上运行的分散式分类账，对于像比特币这样的公共区块链，数千甚至数百万的匿名用户都参与了这个区块链。我们如何在这样的系统或私有区块链中获得信任？这也就是需要达成共识的地方，共识确保参与者相互信任以及下一个区块的有效性。达成共识可确保遵循网络规则，并且区块链环境中只有一个事实。

　　不同区块链类型，就有不同的一致性算法，从而确保区块链中的最后一个区块反映每个时刻的世界状态。在本文中，我们将简要探讨不同的共识算法。

工作证明

　　让我们从比特币和以太坊的区块链开始。工作证明算法要求矿工解决涉及密码学的复杂数学问题。这是一个计算能力发挥重要作用的博彩比赛。基本上，需要获取块的数据并使用计数器对其进行加密，直到计算获得有效的哈希值。

优点：很难找到有效的哈希，但很容易控制哈希的有效性，这使得欺骗系统变得不可能，在有大量节点情况下可以很好地扩展。

缺点：耗费能源，时间长，一般需要10分钟左右，如果一方控制51％的计算能力，则易受攻击。

股权证明

　　以太坊正朝着利益共识的方向发展，寻找下一个区块ID的矿工是根据随机参数的各种组合来选择的，例如他们已经拥有的通证Token数量，或者持有通证的时间......这种算法有不同的实例，如存款证明或燃烧证明(proof of burn,PoB) 。非常简单地说，如果节点X具有1个通证并且节点Y具有2个通证，则节点Y有两倍的可能性实现调用并验证块。

优点：工作证明更节能

缺点：更多安全问题？如果同时在不同的链中进行也不会引来什么重罚，在尝试创建并保持单一事实方面可能会产生漏洞。因为没有工作证明那样事务串行化，但是吞吐量会提供。

消逝时间证明（PoET）

　　消失时间证明是Hyperledger' Sawtooth项目中使用的共识。每个参与者都要求从安全区域请求一个等待时间参数，具有最短等待时间的参与者被选为领导者，然后等待一段它被赋予的时间以后，可以提交一个块。

优点：领导者一直在变化。

缺点：安全区是一项复杂的技术，可能比工作证明更容易作弊。有集中化的趋势，因为我们必须使用第三方信任的证书颁发机构来确保安全。

简化的拜占庭容错（SBFT）

　　在该算法中，块的验证器是已知实体，例如，它可能是商业网络中的监管者。该验证器创建并提交新的交易块，在SBFT共识中，满足一定数量的节点接受该块就视同达成共识，具体取决于故障节点的数量。

　　具体数量算法是：至少2f + 1个节点必须接受业务网络中的新块，其中f是故障节点的数量。

　　例如，当我们采用一个有30个参与者的系统，网络中有5个故障节点。对于要验证的新块，11（2 * 5 + 1）个节点必须接受该块；如果故障节点的数量达到10，则21（2 * 10 + 1）个节点必须就新块达成一致。

　　错误意思代表恶意或无功能的节点。

优点：比工作证明更快，可扩展性更好。
缺点：集中化的趋势（类似Paxos的集中化共识算法）。一个验证器提交下一个块。

授权证明（PoA）

　　适用于不需要分发信任的专用网络，这个概念相对简单：网络中的某些人在满足某些条件后被识别为验证者，例如身份检查。这些验证器负责维护区块链的数据。

优点：非常适合私人网络。使它非常快。
缺点：牺牲信任。

结论

　　以上是对区块链世界中使用的一些共识算法的非常快速的概述。总的来说，我们可以区分三种类型的共识：

标准工作证明共识
基于投票许可的共识（PoA，SBFT）
基于彩票许可的共识（PoET）

在区块链实现中选择哪种共识取决于网络类型和处理的数据。

彩票类型更适合大型网络；投票类型更适合较小的网络，并将延迟降至最低。