共識(shí)機(jī)制是指以去中心化的方式就網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)達(dá)成統(tǒng)一協(xié)議的過(guò)程。 也被稱為共識(shí)算法，有助于驗(yàn)證和驗(yàn)證信息被添加到分類賬簿，確保只有真實(shí)的事務(wù)記錄在區(qū)塊鏈上。在區(qū)塊鏈被發(fā)明后的近十年歷程里，不斷有新的共識(shí)機(jī)制被創(chuàng)造出來(lái)。有些算法在工作量證明的基礎(chǔ)上作出改進(jìn)，有些則將傳統(tǒng)的分布式容錯(cuò)算法運(yùn)用到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中。那么目前區(qū)塊鏈中常見(jiàn)的共識(shí)機(jī)制有哪些呢?

1.Pow工作量證明：是一種衡量計(jì)算機(jī)工作量的共識(shí)機(jī)制。比特幣使用的就是工作量證明機(jī)制。 工作量證明主要通過(guò)哈希計(jì)算找出合理數(shù)據(jù)的步驟來(lái)完成：將區(qū)塊頭數(shù)據(jù)帶入哈希函數(shù)計(jì)算公式，不斷調(diào) 整區(qū)塊頭數(shù)據(jù)中的隨機(jī)數(shù)，直到計(jì)算出滿足特定標(biāo)準(zhǔn)的哈希值，工作量證明就會(huì)完成。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是多勞多得，誰(shuí)的算力強(qiáng)，計(jì)算得就更快，獲得記賬權(quán)的概率就越高。 這種證明方式?jīng)Q定了其驗(yàn)證過(guò)程需要大量的數(shù)據(jù)計(jì)算，而其他節(jié)點(diǎn)卻很容易驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果是否正確，因此 區(qū)塊鏈系統(tǒng)無(wú)法被惡意節(jié)點(diǎn)所欺騙。但是這種證明方式需要消耗大量能源(電力及計(jì)算硬件損耗)，很不 環(huán)保。并且在理論上，如果集合了全網(wǎng)51%的算力即可對(duì)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效攻擊，因此許多基于比特幣 代碼產(chǎn)生的、市值較小的山寨幣很容易遭受攻擊。

2.PoS權(quán)益證明： PoS權(quán)益證明同樣需要通過(guò)計(jì)算找出合理的哈希值來(lái)完成。但不同的是權(quán)益證明機(jī)制通過(guò)節(jié)點(diǎn)持有加密貨 幣的時(shí)間和數(shù)量來(lái)判斷節(jié)點(diǎn)的權(quán)益大小。根據(jù)權(quán)益大小不同，用戶之間看到的計(jì)算目標(biāo)值也不同。權(quán)益大的節(jié)點(diǎn)，獲得目標(biāo)值更加簡(jiǎn)單，更容易獲得下一個(gè)區(qū)塊的記賬權(quán)。 這種方式不需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行大量的運(yùn)算，節(jié)省了電力能源。同時(shí)全網(wǎng)51%的算力攻擊在權(quán)益證明機(jī)制下是無(wú)效的，因?yàn)榘l(fā)起這種攻擊反而會(huì)損害自身的利益。但是可能會(huì)出現(xiàn)幣種持有數(shù)量大的節(jié)點(diǎn)權(quán)力過(guò) 大，對(duì)區(qū)塊鏈記賬享有絕對(duì)支配權(quán)的情況，容易引發(fā)信任問(wèn)題。

3.DPoS 委托權(quán)益證明： DPoS 委托權(quán)益證明通過(guò)由持幣人投票選舉出一定數(shù)量的代表來(lái)達(dá)成共識(shí)。每個(gè)持幣人的投票所占的比重 與他持有的幣種數(shù)量有關(guān)，持有的越多，所占的比重越大。被選出的代表可擁有記賬權(quán)，輪流進(jìn)行記賬;未能很好履行職責(zé)的代表還會(huì)被投票除名。這一任期結(jié)束后，新的代表會(huì)再次通過(guò)投票產(chǎn)生。

4.容量證明/空間和時(shí)間證明：容量證明是工作量證明的一種變體，它更多地關(guān)注內(nèi)存而不是處理能力。從某種意義上說(shuō)，這是對(duì)PoW的改進(jìn)，即使在挖掘開(kāi)始之前，容量證明也要求節(jié)點(diǎn)將預(yù)先計(jì)算的哈希值存儲(chǔ)在其硬盤驅(qū)動(dòng)器和其他內(nèi)存單元上，這個(gè)過(guò)程稱為繪圖，繪圖使容量證明成為比工作證明更快的機(jī)制。這種方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可以節(jié)省大量能源，這與工作量證明機(jī)制不同。更不用說(shuō)，硬盤存儲(chǔ)更多哈希值的任何技術(shù)改進(jìn)也將為不在區(qū)塊鏈中的人改進(jìn)技術(shù)，這與許多制造商制造的專用芯片不同，后者除了采礦之外什么都不做。

5.唯一節(jié)點(diǎn)列表(UNL)：在Ripple和Stellar等區(qū)塊鏈中使用的共識(shí)機(jī)制被稱為唯一節(jié)點(diǎn)列表。UNL的核心是允許某些節(jié)點(diǎn)簽署交易，任何用戶都可以簡(jiǎn)單地驗(yàn)證簽署的區(qū)塊是否是最新的。這種共識(shí)機(jī)制的核心問(wèn)題是確定哪些節(jié)點(diǎn)將有能力簽署交易。UNL非常類似于向某些網(wǎng)站頒發(fā)數(shù)字證書的證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)，除了聲稱UNL中的節(jié)點(diǎn)是合法的之外，它們聲稱每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是唯一的，因?yàn)樗鼈冇刹煌膶?shí)體運(yùn)營(yíng)，因此降低Sybil攻擊的可能性。UNL共識(shí)機(jī)制也是目前較快的機(jī)制之一。然而，最大的缺點(diǎn)是它是一個(gè)比其他共識(shí)機(jī)制更加集中的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。

6.已用時(shí)間證明：這是另一種共識(shí)機(jī)制，旨在通過(guò)關(guān)注隨機(jī)化來(lái)取代工作量證明系統(tǒng)的低效率和誘導(dǎo)浪費(fèi)的競(jìng)爭(zhēng)。HyperledgerSawtooth等區(qū)塊鏈中使用的一種機(jī)制，經(jīng)過(guò)時(shí)間證明會(huì)隨機(jī)為其節(jié)點(diǎn)提供一個(gè)計(jì)時(shí)器對(duì)象。計(jì)時(shí)器首先到期的節(jié)點(diǎn)將負(fù)責(zé)發(fā)布下一個(gè)塊。該系統(tǒng)為拜占庭將軍問(wèn)題的隨機(jī)領(lǐng)導(dǎo)者選擇方面提供了有效的解決方案。然而，由英特爾開(kāi)發(fā)的合作伙伴技術(shù)SGX已被證明存在一些嚴(yán)重漏洞，導(dǎo)致難以信任共識(shí)機(jī)制。更不用說(shuō)，重要的是要確保給定計(jì)時(shí)器對(duì)象的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是唯一的，并且沒(méi)有用戶假裝是多個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)增加他們被選中的幾率。

7.權(quán)威證明：作為一種共識(shí)機(jī)制的權(quán)威證明與權(quán)益證明并沒(méi)有太大的不同。兩者之間的主要區(qū)別在干，在權(quán)益證明中，驗(yàn)證者質(zhì)押硬幣，而在權(quán)威證明中，他們質(zhì)押自己的聲譽(yù)。區(qū)塊鏈中的驗(yàn)證者數(shù)量相當(dāng)少，因此更適合用于私有區(qū)塊鏈。這種機(jī)制是一種快速、可擴(kuò)展的機(jī)制，同時(shí)具有能源效率。但是，顧名思義，這種共識(shí)機(jī)制并不遵守去中心化的原則。驗(yàn)證者的數(shù)量非常少，因此可以輕松實(shí)施審查和資金凍結(jié)之類的事情。

8.有向無(wú)環(huán)圖：有向無(wú)環(huán)圖是計(jì)算機(jī)科學(xué)中眾所周知的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，區(qū)塊鏈也是DAG的一個(gè)例子，因?yàn)樗幸粋€(gè)明確的方向，沒(méi)有任何循環(huán)，并且是一個(gè)圖。1OTA使用的Tangle也是DAG共識(shí)機(jī)制的一種形式。在這種機(jī)制中，每個(gè)塊必須有兩個(gè)父塊。所以，為了通過(guò)DAG共識(shí)機(jī)制完成一筆交易，用戶需要驗(yàn)證自己之前的兩筆交易。這種機(jī)制的最大優(yōu)勢(shì)是它可以減少延遲和交易費(fèi)用。然而，這種共識(shí)模型對(duì)提高可擴(kuò)展性幾乎沒(méi)有任何作用，而且極易受到攻擊，因?yàn)槿魏喂糁恍枰?4%的哈希算力就可以破壞系統(tǒng)。

區(qū)塊鏈技術(shù)還是一個(gè)非常年輕的領(lǐng)域，沒(méi)有完美的共識(shí)機(jī)制。然而，有大量令人興奮的研究正在進(jìn)行，許多令人興奮的新區(qū)塊鏈正在通過(guò)各種共識(shí)機(jī)制突破可能的極限。