为什么权益授权证明(DPoS)共识算法是最先进的共识机制？

哪种区块链是最先进的？ 人们一直讨论这个问题。 熊市刚刚摆脱了所有无缘无故声称比比特币更好的小众代币。 现在我们会看得更清楚，比特币仍继续作为主要的加密货币，不过，货币每秒的交易量並不是比特币主要欢迎的原因。

目前加密货币行业慢慢朝向一种更合理的环境發展，这种行业不会只有一个区块链， 并且每种区块链都可以用于商业领域。 与此同时， 有些共识算法在大多数情况下都发挥更大作用（尤其是代理权益证明的模式）。下面我们对这些共识模式进行对比分析，并且找出其优缺点。

共识模式是什么意思？

每种区块链都基于其区块生产者（又称节点）之间的协议, 这就是共识的意思，共识便是指协议。 共识算法不需要所有节点之间的信任：在没有掌握网络资源大部分情况下，任何人都无法破坏这种网络。 对大型网络来讲，网络破被单一方坏情况几乎是不太可能的，而且成本及其巨大，没有人会愿意这麽做。目前有哪些共识模式？

1、工作量证明；

2、权益证明；

3、代理权益证明；

下面我们逐步介绍这三种共识模式。

工作量证明

工作量证明（又称PoW）是最基本的共识模式，大多数原来区块链便采用这种模式，其中包括比特币，以太坊，门罗币，莱特币，达世币和比特币现金等其他多数数字货币。 虽然PoW是达成共识的最简单方法，但是它需求大量网络资源，网络中的所有节点都得解决相同的数学任务，并针对第一个找到正确解法的节点，找到正确解决方案的节点获得奖励，并将找到的解决方案（前几块的加密散列总和与随机数的结合）传输到整个网络，然后新创造的区块接续在前一個区块链后面。 如果不同节点找到两种区块链的话，最长的区块链会被视为正确的。

”工作量证明具有一个漂亮的特性，就是它可以通过不受信任的中间人进行中转。我们不必担心一条链来自于被托管了的通信。是谁告诉你最长链都没关系，工作量证明可以证明自己“
—— 中本聪

所有计算以硬件资源为执行的重点， 比特币和比特币现金使用ASIC矿机，以太坊和较小的加密货币使用GPU矿机。 当您没有掌握网络大多数硬件资源，您就无法进行网络攻击并无法掌握整个网络，而且从经济方面来看，这种网络攻击完全无利可图的。 这种共识模式的最主要问题是可扩展性及挖掘成本。 这些区块链消耗大量电力，尤其是比特币，并且这些区块链无法有效调整，因为区块链只能在巨大网络框架内收到稳定安全条件。由于没有足够矿机与矿工，較小型网络（如比特币黄金）不断受到攻击及重组。

无论如何，工作量证明有些优势：这种共识模式需求使用大量网络资源进行挖矿，因此挖矿参与者大部分始终遵循并认同最长的链条，因为遵守这种方法的话，他们方能获得挖矿奖励。因为其他共识模式都没有这种机制，所以这些模式更容易受到网络攻击，因此，PoW还是可被称作相对最稳定的算法。

权益证明

权益证明（又称PoS）是一种最先进的共识模式之一，这种模式基于伪随机数的方式指定持有原生货币的节点为交易的验证者。 具有最多数货币的节点具有最佳的机会去创造新的区块，而区块生产节点依赖持有的货币数量来计算应获得的奖励。 这种方式激励验证节点保存其所获得的奖励，并将获得的奖励用于后续网络区块的生产过程。

与工作量证明共识相比，权益证明共识模式具有许多优势。 这种模式绿色性能较强，因为其不消耗大量电力，并且PoS资产（货币）的流动性更高：其货币很容易在交易所出售。 随着PoW类挖掘难度的提高，PoW矿机和GPU快要过时并变成一堆无用的金属废料。 与此同时，最重要的是，PoS区块链可以轻松扩展，其交易每秒次数可高达几千多次。 遗憾的是，所有PoS区块链仍还在开发过程中，并且过程仍有需多地方尚需进一步完善。 今年，两种权益证明模式將要启动：以太坊2.0和卡尔达诺(Cardano)。

以太坊将从PoW模式逐步转变为与PoS混合模式，结合两种共识模式的性能，以太坊随后将逐步完全转换为PoS模式。 这种转换过程期间会达到两到三年。 虽然卡尔达诺快要发布，但是具体的发布日期还是不清楚。 因此，权益证明共识模式目前作为一个不错的主意，但是我们无法对其提出实际的评价。 闪电网络的创始人约瑟夫·潘（Joseph Poon）先生认为，权益证明能够无限地扩展，因为每条链都可以分为许多小区域（又称分片），这些分片具有自己的验证节点，并且每个分片都可以验证其自己的交易数量。 总而言之，PoS共识模式在许多方面优于PoW共识的性能：

“工作量证明必然基于强大的运算逻辑，这种逻辑以高额的奖励为其主要激励。 PoW若受到网络攻击，后续的恢复是非常困难的：攻击第一次发生时，可以做分叉来修改PoW，从而使攻击者的ASIC失效，但是攻击第二次发生时，便无法使用同样的方法，因此攻击者可以重複进行攻击。 因此，發展网络的规模特别重要的，网络规模该越大越好，这样攻击无法实现的。 如果网络每天持续消耗X的话，小于X的攻击者便不敢出现。 我不甚贊同这种逻辑，因为（i）其会破坏哈希树，并且（ii）无法实现“加密朋克”精神， 攻击成本与维护成本之比为 1：1，因此没有维护的优势。”
—— V神 （维塔利克·布捷林）

尽管布捷林先生最初在PoW基础上创造以太坊，但他对工作的结果不太满意，同时，多年以来以太坊的社区一直尝试创造新共识协议。 要强调的是，创造新的PoS网络是一个难题。在矿工有机会同时为多条链产出区块的情况下， 这种过程需求处理”无利害关系“的问题，因为PoS与PoW算法不同，PoS不需要使用硬件的资源。因此在”不受任何损失“的前提下，矿工可以在任何链条上继续获得奖励。虽然有些PoS网络会以这样获得货币扣除的办法为惩罚这些恶意参与者的不当行为（这种措施称为“削减”），但是现在对这种问题没有任何理想的解决方案。

虽然PoS区块链比PoW区块链的速度快很多，但是为了达到适当可扩展性，PoS区块链必须将所有参与挖矿者分成几组（又称分片）。 分片方式可以更快确认交易实现及区块产生，因为每个分片都处理整个链条的一部分。 与此同时，这种方法对网络架构师提出了新的挑战：单独分片没有整个网络安全性。 实际上，这种问题尚未被解决。 除此之外，用户具有另外一种方法使用与PoS相同良好可扩展性的共识模式，这种共识模式的名称是代理权益证明。

代理权益证明

DPoS和PoS之间的主要区别是什么？ 答案是验证节点的数量。 PoS模式采取了一种更理想的措施，直接讓所有节点参与验证过程。 DPoS提供另一种解决方法： DPoS允许在一定期间内选择合适的验证节点。每位持有货币人有权投票选出代理节点，持有货币人挑选合适代理验证节点之后，由得票最多的若干节点负责生产新的区块，并与选举人分享其获得一部分的奖励。 这种分享收益的模式，保障最合适节点才能执行区块验证的过程。 在被选的节点分享奖励较高的情况下，这类节点可被视为无利可图并退出验证的过程。 如果被选节点分享的奖励较低的话，网络持有货币人可以选择另一个更合适的代理验证节点去代替上一个。 DPoS模式平时具有21至100个选定的代理节点。 这种模式是一个公平的共识机制，而且DPoS共识对用户进行投票的任何事情都建构了相当合适的机制

“在各种自然网络中断或灾难情况下，代理权益证明保证稳定的工作，甚至在少数矿工腐败的情况下，代理权益证明也能够保证链的安全。 与某些其他竞争算法不同，当大多数区块生产者失败时，DPoS可以继续稳定工作。 在此过程中，社区可以投票决定更换失败的区块生产者，被取消的区块生产者恢复100％能力之后，才能继续参与区块生产的过程。 在此高风险的失败条件下，我不知道有其他任何稳定的共识算法，有能力再如此高风险的失败状态下，仍能顺利运作。”
—— 丹·拉里默， 柚子币和斯蒂姆币的创造人

基于DPoS区块链的例子有哪些？ EOS，Lisk，NEO，Noah，Tron，BitShares，COSMOS都是基于DPoS的共识模式。 在目前市场上，这些区块链的功能都是最先进的，这些区块链的平均网络流通量皆超过几千筆交易/每秒。

因为这样网络流通量可全面满足任何应用程序的需求，所以在目前市场上，有许多去中心化的应用程序，每个应用程序专用于各种各样领域：游戏，赌博，投票，通信，加密货币交换等等。 EOS是赌博领域主要的区块链平台； 与其他区块链相比，EOS区块链拥有的赌博去中心化应用的数量是最多的。 Tron也有许多游戏及赌博去中心化的应用程序。

这些网络可以支持很多用户，因为进行区块验证的代理节点，其硬件与算力非常强，并且网络不必为每个新生产的区块选择单独区块生成的节点。 在EOS区块链中，两个区块生产之间的时间为0.5秒，在COSMOS和Noah区块链中，区块生产之间的时间为6到7秒。为了更好理解区别的程度，比特币的区块生产时间为10分钟，以太坊的区块生产的时间为10到20秒。 DPoS模式也可以具有投票的功能。 这种功能适应有效的例子是Noah区块链，这个区块链最近已升级到DPoS的共识模式。 Platinum Q DAO Engineering开发公司积极参与Noah改进的过程，该公司代表人的表示，Noah升级之后，其功能提高了几倍。

“由于区块链在用户之间有一些社交互动的功能，因此DPoS共识模式非常符合投票活动的需求。 具备投票基本功能的共识模式，可以更容易实现新代理节点的选择，并且方便进行系统升级的批准。 我司用户特别喜欢DPoS共识模式”
—— 安东·佳特科夫斯基， Platinum Q DAO Engineering的创始人。

DPoS共识模式可以看作为一种集中式的模式，因为网络中同时运行的节点数量有限。 与此同时，被选的代理节点，可作为其他用户自愿和投票权实现的工具。 如果任何被选代理节点无法妥善的执行任务，其他用户可輕易的选择另外一个节点去代替无法达成任务的节点。 总而言之，在没有进行新投票活动之前，如果代理节点具有較多数票（这种节点在所有代理节点之间具有的票数该超过2/3）的话，被选的代理节点在有限期间之内才能以审查形式造成损失，这种情况可能性是较低。 DPoS共识模式作为一种折中的办法，这个共识为其所有的用户提供最好的可扩展性及相应安全性。

结论

在本文中，我们介绍了三种不同类型的区块链共识模式。当然还有许多我们没有介绍的共识模式，其中包括空间证明、DAG、TaPoS等其他多数可用的模式。 总体而言，PoW、PoS和DPoS这三种共识模式将继续作为最受欢迎的模式。 那为什么DPoS模式被视为共识模式的未来？因为DPoS模式全面代表当前的民主机制， 用户不必担心设置自己的节点来确认区块生产，并且他们可以将自己投票权委托给已经受到社区信任的节点去获得利益。 再說，DPoS模式的速度较高，它不消耗大量电力也不会破坏哈希树，因此这种模式可作为最方便的解决方案。 PoW区块链有自己的问题，例如这种区块链无法扩展，并且连一个PoS区块链项目尚未完成的，所以PoS模式区块链运行的稳定性还没有经过实线的检查。 因此，DPoS模式的区块链，在可预见的未来该没有任何竞争对手。