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Filecoin的共识机制的特点是什么?

  • Ellison
  • 7
  • 2020-07-21 17:19

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什么是共识机制

区块链的自信任主要体现于分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方,也无须信任一个中心化的机构,只需要信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。

这种自信任的前提是区块链的共识机制(consensus),即在一个互不信任的市场中,要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑,都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则,判断每一笔记录的真实性,外汇MT4教程https://www.kaifx.cn/mt4.html最终将判断为真的记录记入区块链之中。换句话说,如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争,则这些节点几乎不可能合谋欺骗你,而当节点们在网络中拥有公共信誉时,这一点体现得尤为明显。

区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立“信任”网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。

共识可简单理解为,不同群体所寻求的共同的认识、价值、想法等,在某一方面达成的一致意见。共识机制就是确定达成某种共识和维护共识的方式。

如果说共识是区块链的基础,那么,共识机制就是区块链的灵魂。

常用的共识机制有哪些?

 现今区块链的共识机制可分为四大类:工作量证明机制(PoW)、权益证明机制(PoS)、股份授权证明机制(DPoS)和验证池机制(Pool)。

1、工作量证明(Proof of Work,简称PoW):

PoW可简单理解为一份证明,证明你做过一定量的工作。通过查看工作结果,就能知道你完成了指定量的工作。区块链共识算法用的最多的就是PoW。比特币以太坊都是基于PoW的共识机制。

例如:比特币在区块的生成过程中使用的就是PoW机制,简单理解就是大家共同争夺记账权利,谁先抢到并正确完成记账工作,谁就得到系统的奖励,奖励为比特币,也就是所谓的“挖矿”。矿工通过计算机算力去完成这个记账工作,这个拥有计算能力的专业计算机就是所谓的“矿机”。

优点:

①完全去中心化,节点自由进出,避免了建立和维护中心化信用机构的成本。

②只要网络破坏者的算力不超过全网总算力的50%,网络的交易状态就能达成一致,并不可篡改历史记录。

③投入越多算力,获得记账权概率越大,越有可能产生新的区块奖励。

缺点:

①目前比特币挖矿造成大量的算力和能源浪费。

②挖矿的激励机制也造成挖矿算力的高度集中

③结算周期长,每秒最多结算7笔交易,不适合商业应用。

2.权益证明(Proof of Stake,简称POS):

通过持有Token的数量和时长来决定你获得记账的机率,类似于股票的分红制度,持有股权越多的人就能够获得更多的分红。Token相当于区块链系统的权益。目前有很多数字资产用pow发行新币。

优点:

①降低了PoW机制的资源浪费;

②加快了运算速度,也可以理解为工作量证明的升级版;

缺点:

拥有币龄越长的节点获得记账权的几率越大,容易导致马太效应,富者越富,权益会越来越集中,从而失去公正性。

3.委托权益证明(Delegated Proof of Stake,简称DPoS):

是基于PoS衍生出的更专业的解决方案,类似于董事会投票,指拥有Token的人投票给固定的节点,选举若干代理人,由代理人负责验证和记账。不同于PoW和PoS的全网都可以参与记账竞争,DPoS的记账节点在一定时间段内是确定的。为了激励更多人参与竞选,系统会生成少量代币作为奖励。比特股就采用该方式。

优点:

相较于PoW,DPoS大幅提高区块链处理数据的能力,甚至可以实现秒到账,同时也大幅降低维护区块链网络安全的费用。

缺点:

去中心程度较弱,节点代理是人为选出的,公平性相比PoS较低,依赖于代币的增发来维持代理节点的稳定性。

4.验证池共识机制(Pool)

这是一种基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证的机制,是目前行业链大范围在使用的共识机制;

优点:不需要依赖代币也可以实现秒级共识验证;

缺点:去中心化程度弱,更适合多方参与的多中心商业模式;

Filecoin的共识机制

Filecoin的共识机制是预期共识(ExpectedConsensus-EC),Filecoin会在每一轮里选取一名或多名矿工来创建新区块,它选择新区块矿工是根据矿工已拥有的有效存储空间占全网存储空间的比重决定的,可以激励矿工提高自身的有效数据存储,完善IPFS系统建设。此外,Filecoin设有抵押机制,会强制矿工选择一条链,对同时挖多个链的矿工进行惩罚,有效促进矿工收敛。

为计算矿工算力和确定矿工时空证明,Filecoin协议中采用了复制证明和时空证明两种算法,以此来保证EC共识机制的运行,这两种证明也是Filecoin协议中最重要的协议。

复制证明(Proof-of-Replication-PoRep)用以证明数据被矿工独立地保存,可以防止女巫攻击、外源攻击和生成攻击。

时空证明(Proof-of-Spacetime-PoSt)用以证明在一段时间内,矿工在自己的存储设备上实际存储了特定的数据。

Filecoin系统的复制证明与时空证明是区别于其他区块链项目的核心协议,它们也从根本上定义了Filecoin是一个合理高效、去中心化的系统。Filecoin的共识机制体现出公平性、保密性和公开可验证性。按照目前的项目进展,Filecoin主网很有可能在第一季度上线,届时,Filecoin的共识机制所能带来优越性都将得到验证,让我们拭目以待吧。



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