從零開始學(xué)習(xí)區(qū)塊鏈——DPOS共識機制區(qū)塊鏈
隨著區(qū)塊鏈3.0的到來,他們存在的問題日益暴露。今天,從零開始學(xué)習(xí)區(qū)塊鏈將介紹應(yīng)用在EOS上的DPOS共識機制。
在區(qū)塊鏈中,大家會經(jīng)常聽到共識機制這個詞語,有人把共識機制稱作區(qū)塊鏈的靈魂。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的就是POW和POS,它們在去中心化的進程中發(fā)揮了很大的作用,但是,隨著區(qū)塊鏈3.0的到來,他們存在的問題日益暴露。今天,從零開始學(xué)習(xí)區(qū)塊鏈將介紹應(yīng)用在EOS上的DPOS共識機制。
POW的問世
早在2010年,一名叫Danile Lrimer 的工程師就已經(jīng)認識到比特幣POW共識機制中存在的問題,挖礦需要消耗大量的能量、速度慢、比特幣網(wǎng)絡(luò)可能被大型礦池控制出現(xiàn)中心化。于是,他想建立一種克服這些劣勢的新共識機制。Danile Lrimer,就是我們熟知的BM(Byte Master)。2013年,BM發(fā)表了一篇論文,闡釋了DPOS共識算法如何解決工作量證明網(wǎng)絡(luò)中的限制。之后,DPOS被先后應(yīng)用在比特股系統(tǒng)Bitshares和Steem中,表現(xiàn)不俗。當(dāng)前冉冉升起的公鏈明星EOS也選用了DPOS作為共識機制。
DPOS的分工
在DPOS共識機制中,存在兩種角色,公證人和見證者。公證人是指權(quán)益持有者,可以投票選舉區(qū)塊生產(chǎn)者,見證者指被選舉出來進行區(qū)塊生產(chǎn)、驗證交易的節(jié)點。
在DPOS中,不是每個節(jié)點都具有生產(chǎn)區(qū)塊的權(quán)利,但是每個節(jié)點都具有投票權(quán),這一點和人民代表大會制度很像,不是每個公民都可以做人大代表,但是每個公民都具有選舉自己信任的人大代表的權(quán)利。DPOS中投票是根據(jù)投票者權(quán)益進行加權(quán)的,在投票中你使用的權(quán)益越多,你的選舉的影響力越大。
DPOS的工作原理
DPOS中生產(chǎn)區(qū)塊主要分為兩個步驟:首先選擇一群區(qū)塊生產(chǎn)者,然后安排區(qū)塊生產(chǎn)。區(qū)塊生產(chǎn)者選舉的過程中,想要成為見證者的節(jié)點需要到社區(qū)去拉票,獲得用戶的支持,用戶根據(jù)自己手中的權(quán)益去投票,同時見證者創(chuàng)建區(qū)塊時投票者也會獲得收益,具體收益有他們選出的代表決定。見證者的數(shù)量不是固定的,是有權(quán)益持有者共同決定的。在投票過程中,大家用自己手中的權(quán)益支持信任的候選人,然后根據(jù)整體投票情況確定一定數(shù)量的見證者,第一步就結(jié)束了。
選舉出來的見證者的權(quán)利是完全相等的,他們共同生成新區(qū)塊。我們以EOS為例來學(xué)習(xí)。在EOS中,每生產(chǎn)126個區(qū)塊為一個周期:每次選舉出21個出塊的超級節(jié)點,每個節(jié)點生產(chǎn)6個區(qū)塊。每0.5秒產(chǎn)生一個區(qū)塊,一次只分配一個節(jié)點進行區(qū)塊生產(chǎn)。如果有生產(chǎn)者錯過出塊,就會跳過該塊,該生產(chǎn)者也會被刪除。每完成一個周期的生產(chǎn),就會重新投票選舉見證者。
DPOS的優(yōu)勢
大量降低能耗:在DPOS中生產(chǎn)區(qū)塊的節(jié)點數(shù)量極少,大致幾十或幾百個,每次只授權(quán)一個生產(chǎn)者在給定時間生產(chǎn)區(qū)塊,區(qū)塊生產(chǎn)是井然有序的,這些節(jié)點之間的關(guān)系是合作而不是競爭,因此不需要消耗大量的算力去競爭記賬權(quán),這樣就極大地降低了能源消耗。
提升確認速度:比如EOS每生成一個區(qū)塊只需要0.5秒,一筆交易大概經(jīng)過6-10次確認,時間不超過一分鐘。對比來看,采用POW算法的比特幣系統(tǒng)中,每生成一個區(qū)塊需要10分鐘,每筆交易的確認則需要一小時,同樣,POS共識機制的交易確認時間也很長。所以DPOS的速度優(yōu)勢非常明顯。
去中心化:雖然比特幣創(chuàng)建的初衷是去中心化,人人擁有記賬權(quán),但是隨著人為控制的不斷加深,比特幣的算力基本被幾大礦池壟斷,美好的初衷已經(jīng)不復(fù)存在了。DPOS機制中,通過選舉區(qū)塊生產(chǎn)在,保證了代幣持有者對網(wǎng)絡(luò)的控制,因此,DPOS實際更加去中心化。
區(qū)塊鏈中,存在一個去中心化、速度和安全的三角形,這三個目標(biāo)是相互牽制的。我們要清楚,去中心化是方法而不是目的,DPOS舍棄了部分去中心化,大大提高了速度和安全。同時,DPOS看似去中心化程度不如POW,POW中人人都可以創(chuàng)建區(qū)塊,但實際上通過選舉保證了代幣持有者對網(wǎng)絡(luò)的控制。
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