什麼是區塊鏈共識算法？ – 加密貨幣

任何集中式系統，例如包含某個轄區結婚證基本信息的數據庫，都需要一個有權維護和保存該數據庫的集中式管理員。 最終負責保存準確記錄的中央當局有責任進行任何更改，例如添加、刪除或更新符合某些許可證要求的人員的姓名。

去中心化和自我調節的公共區塊鏈可以在沒有中央權威的情況下在全球範圍內運作。 許多人通過幫助驗證和認證來為他們做出貢獻 blockchain通過塊挖掘基於交易。

區塊鏈共識算法

區塊鏈技術正在迅速改變我們與數據和金融世界互動的方式。 使區塊鏈系統可靠和安全的關鍵組件之一是共識算法。 在本文中，我們將探討什麼是區塊鏈共識算法及其工作原理。

共識算法是一組規則，區塊鍊網絡中的所有參與者都遵循這些規則，以保持對共享分類賬狀態的一致。 它是一種機制，可確保網絡中的所有節點都具有相同的數據視圖，並確保交易以安全和去中心化的方式得到驗證並添加到區塊鏈中。

區塊鏈共識算法的類型

區塊鏈共識算法有著悠久而多樣的歷史。 工作量證明 (PoW) 最早的化身用於保護比特幣，中本聰在 2008 年引入了這一概念。其他共識算法，如權益證明 (PoS) 和委託權益證明 (DPoS)此後出現，提供 PoW 的替代方案。 這些算法中的每一個都具有明顯的優點和缺點，確保開發人員在為他們的區塊鏈選擇共識機制時有多種選擇。 最終，每種共識算法對於使用它的網絡都是獨一無二的，選擇正確的算法會對加密貨幣網絡的速度和安全性產生重大影響。 一些最常用的共識算法包括：

-工作量證明（PoW）

-股權證明（PoS）

-委託權益證明（DPoS）

-歷史證明（PoH）

-拜占庭容錯（BFT）

-有向無環圖（DAG）

工作證明（PoW）

工作量證明是一種共識算法，於 2009 年隨著比特幣的創建而首次引入。它被設計為計算密集型，要求節點執行複雜的數學計算以驗證交易並將其添加到區塊鏈。 第一個解決計算並找到正確解決方案的節點將獲得一定數量的代幣或加密貨幣作為獎勵。

節點執行的計算工作稱為挖掘。 挖掘過程通過使單個節點難以操縱區塊鏈上的數據來幫助確保網絡的安全。 工作量證明背後的想法是，添加到網絡中的計算能力越多，網絡就越安全。

工作量證明是一種非常安全可靠的共識算法，但它有幾個缺點。 它需要大量的計算能力和能源，這可能是昂貴的並且對環境有害。 此外，挖礦過程可能緩慢且效率低下，從而導致交易時間變慢和費用增加。 使用 PoW 的加密貨幣包括比特幣 (BTC)、 多吉幣 (DOGE)、萊特幣 (LTC)、門羅幣 (XMR) 和 Zcash (ZEC)。

證明（PoS）

Proof-of-Stake 是一種較新的共識算法，它是作為工作量證明的替代方案而開發的。 權益證明不需要節點執行複雜的計算，而是依賴持有一定數量的代幣或加密貨幣作為抵押品的節點。 該抵押品用於驗證交易並將其添加到區塊鏈中。

Proof-of-Stake 中的驗證過程比 Proof-of-Work 更快、更節能。 節點被隨機選擇來驗證交易，它們持有的代幣越多，它們被選中的可能性就越高。 這會激勵節點持有更多代幣並維護網絡的安全性。

權益證明是工作量證明的一種有前途的替代方案，但它並非沒有自身的缺點。 有些人認為它不如工作量證明安全，因為驗證過程沒有去中心化。 此外，單個實體有可能持有大量代幣，這可能導致網絡中心化。 一些使用股權證明的加密貨幣是 以太幣 (ETH), 特所思 (XTZ), EOS （EOS），以及 卡達諾 （ADA）。

委託權益證明（DPoS）

委託權益證明是權益證明的一種變體，旨在解決與標準權益證明算法相關的一些挑戰。 在 DPoS 中，節點被選擇來驗證交易，並根據它們從網絡中其他節點收到的票數將它們添加到區塊鏈中。 DPoS 背後的想法是，得票最多的節點是最受信任和最可靠的，因此應該負責驗證交易。

DPoS 是一種快速高效的共識算法，因為它只需要少量節點來驗證交易。 然而，它也被認為不如工作量證明或權益證明安全，因為驗證節點的選擇是基於它們收到的選票數量，而不是它們的計算能力或代幣數量抓住。 一些 DPoS 加密貨幣是 Tron (TRX)、EOS (EOS) 和 Steem (STEEM)

歷史證明 (PoH)

歷史證明 (PoH) 是一種共識算法，旨在提供傳統區塊鏈技術的替代方案。 通過將時間本身納入區塊鏈，歷史證明（PoH）是一種共識機制，可以減少區塊處理過程中網絡節點的負擔。 節點有自己的內部時鐘，用於驗證時間和事件。 Proof-of-History 仍處於早期發展階段，尚未在加密貨幣行業得到廣泛應用。 歷史證明算法僅在 Solana 區塊鏈上使用。 正因為如此，該網絡具有極高的可擴展性，每秒可處理多達 60,000 筆交易。

拜占庭容錯（BFT）

BFT 共識算法旨在即使某些節點不可靠或惡意行為也能在區塊鍊網絡中達成共識。 它們通常用於所有節點都是已知且受信任的許可區塊鍊網絡，而不是節點是匿名且不受信任的公共區塊鍊網絡。

最流行的 BFT 共識算法稱為實用拜占庭容錯 (PBFT)。 PBFT 的工作原理是有一個指定的領導節點，稱為主要節點，負責收集交易並將其廣播到網絡中的所有其他節點。 網絡中的每個節點都會驗證交易並向主節點發送消息以批准或拒絕交易。 一旦超過三分之二的節點批准了交易，主節點就可以將交易添加到區塊鏈中。

重要性證明

重要性證明是一種驗證節點對加密貨幣網絡的貢獻並獲得生成新塊的權利的方法。 PoI 優於其他共識算法的一個優勢是它允許在網絡中更公平地分配獎勵。 與僅根據節點的計算能力獎勵節點的 PoW 或僅根據節點持有的代幣數量獎勵節點的 PoS 不同，PoI 考慮了有助於網絡整體健康和福祉的各種因素.

為什麼加密貨幣使用共識機制

加密貨幣需要共識算法來確保網絡安全、可靠和值得信賴。 共識算法允許網絡節點就交易的有效性達成一致，確保所有參與者都同意區塊鏈的狀態。 這有助於防止在加密貨幣網絡上出現雙重支出、惡意活動和其他安全問題。 它還確保交易得到快速有效的處理，以便及時確認。 最後，共識算法通過為驗證交易或維護節點提供獎勵，幫助激勵用戶繼續參與網絡。

底線

綜上所述，區塊鏈共識算法是區塊鏈技術的基石，為構建整個區塊鏈生態系統提供了信任和安全的基礎。 它負責驗證交易、創建新區塊以及維護網絡中節點之間的共識。 憑藉其去中心化和防篡改的特性，共識算法為區塊鏈用戶提供了信任和透明度。 隨著開發人員尋求創建更節能、可擴展和安全的算法，區塊鏈共識算法的創新和發展仍在繼續。 這是一個不斷發展的領域，因此我們可以期待在未來幾年看到許多激動人心的進步。