什么是区块链共识算法?


什么是区块链共识算法?

在加密货币中,共识算法是任何区块链网络的关键要素,可保持去中心化系统的完整性和安全性。工作证明(PoW)是中本聪(Satoshi Nakamoto)设计的,它是第一种共识算法,并被应用到比特币上,以克服拜占庭式障碍。

共识算法

共识算法可以定义为在区块链网络上达成共识的机制。公共(去中心化)区块链由去中心化系统组成,不依赖中央机构,因此去中心化节点需要就交易的有效性达成共识。这是共识算法开始的地方。共识算法可确保遵循协议规则,并确保所有交易均以可靠的方式进行,从而确保仅使用硬币一次。 

在研究各种共识算法之前,重要的是要了解算法和协议之间的差异。

共识算法与协议

算法和协议通常可以互换使用,但是它们并不完全相同。简而言之,协议是区块链的基本规则,算法可以定义为遵循这些规则的机制。

除了在金融系统中广泛使用之外,区块链技术还可以应用于各种业务,并且可能适用于其他目的。但是,在任何情况下,区块链网络都将建立在确定系统工作原理的协议之上,因此,系统和网络参与者的所有元素都必须遵循基本协议规则。

如果协议指定了规则,则算法将遵循这些规则,并指示系统采取哪些步骤来产生所需的输出。例如,区块链共识算法将确定交易和区块的有效性。因此,比特币和  以太坊是协议,工作证明和权益证明  (PoS)是他们的共识算法。

更具体地说,重要的是要考虑到比特币协议定义节点如何交互,如何传输数据以及成功进行块验证的要求。另一方面,共识算法可验证余额和签名,批准交易并实际验证区块,所有这些都取决于网络共识。

共识算法的类型

有几种类型的共识算法。最常见的是工作证明和权益证明。考虑到安全性,功能性和可伸缩性之间的平衡,每种方法都有优点和缺点。

工作证明(PoW)

工作量证明是创建的第一个共识算法。这已应用于比特币和许多加密货币。工作量证明算法是采矿过程的  组成部分。

工作量证明挖掘涉及大量的哈希尝试,因此您拥有的计算能力越强,每秒进行的尝试就越多。换句话说,哈希率越低,找到下一个块(块哈希)的有效解决方案的可能性就越大。工作量证明共识算法允许去中心化的网络节点验证新的区块交易并将其添加到区块链中,前提是达成共识,并且同意矿工提供的区块哈希是有效的工作证明。

权益证明(PoS)

权益证明共识算法于2011年开发,是工作证明的替代方法。股权证明与业务证明具有相似的目标,但是存在一些根本性的差异和奇异之处。特别是用于验证新块。

简而言之,权益证明共识算法通过根据利益相关者的权益来验证区块,从而代替了工作量证明挖掘过程。每个区块的验证器(也称为伪造者或造币商)由对加密货币的投资而不是分配的计算能力来确定。每个权益证明系统都可以以不同的方式实现算法,但是总的来说,区块链使用随机选择方案和随机因素,这些因素考虑了节点的丰富程度以及绑定或抵押硬币的时间。为了安全。

以太坊区块链目前基于工作量证明算法,但将发布Casper协议,以公平证明取代工作量证明以增加网络可扩展性。

为什么共识算法对加密货币很重要

如前所述,共识算法对于维护加密货币网络的完整性和安全性很重要。共识算法允许分散节点同意区块链的哪个版本是真实版本。为了使数字经济系统正常运行,必须就当前的区块链达成一致。

工作量证明共识算法被认为是解决拜占庭将军问题的最佳解决方案,该问题使比特币成为拜占庭的容错系统。这意味着,比特币区块链对诸如51%攻击(或多次攻击)之类的攻击非常强大。网络不仅是分散的,而且还使用工作量证明算法。采矿过程的高成本使矿工很难投资其资源来破坏网络。

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