什么是区块链共识算法？

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导语

在中心化的环境当中，单个实体的控制权凌驾于整个系统。多数情况下，由于没有创建条例详尽的治理系统，无法使众多管理员达成共识，导致这些实体往往可以随意更改系统。

但如果是在去中心化的环境之中，则全然是另一番景象了。假设我们正在使用分布式数据库，如何针对该添加哪些条目达成一致呢？

此环境中充斥着互不信任的陌客，如何克服这种挑战也许正是解决发展问题的关键所在，能够为区块链铺平道路。本文中，我们将了解共识算法对于运行加密货币和分布式账本的重要性。

共识算法和加密货币

比特币创造者中本聪提出了工作量证明系统，以此来协调参与者。我们稍后将详细介绍工作量证明的工作原理。现在，先来了解一下现有各种共识算法的共同特征。

共识算法类型

工作量证明(PoW)

仅凭输出根本无法推断出函数中输入了什么信息。因此，这种方法能有效地证明您在某个特定时间点之前便已知晓某一段数据。您完全可以事先将哈希值告诉别人，而且之后等您透露该数据时，此人只要运行该函数即可查验输出是否相同。

对于主区块链，门槛往往相当高。为了与其他矿工竞争，您需要准备大量的特殊哈希硬件（专用集成电路），为生产有效区块创造条件。

网络可轻松验证您所创建区块的真伪。您也许需要尝试数万亿种组合才能得出正确的哈希值，但验证数据却只需执行一次哈希函数计算。如果您的数据产生了有效的哈希值，那么网络会接受该值，您也可因此获得奖励。否则，网络会拒绝该值，您所花费的时间和电力都将付诸东流。

权益证明(PoS)

完成此操作后，您钱包中的资金将被锁定（进行权益质押时无法移动资金）。通常来说，您需要与其他验证者就哪些交易将进入下一个区块达成一致。从某种意义来看，这相当于您在对即将选中的区块进行押宝，而协议只会选择其中一个区块。

一般来说，验证者的奖励不会以新造代币的形式发放。因此，区块链的原生货币必须以其他方式发行。可以采用初始发行（即 ICO 或 IEO）的方式，也可以采用先通过工作量证明启动协议，然后再过渡至权益证明的方式。

目前为止，纯权益证明仅部署在规模较小的加密货币中。因此，尚不明确它能否作为工作量证明的可行替代方案。虽然理论上行得通，但实践起来完全不是那么回事。

一旦权益证明机制在具有大量价值的网络上推行，整个系统就会变成一个充斥着博弈论和经济激励的竞技场。只要有利可图，那些技术高超的黑客就会“入侵”权益证明系统。因此，唯一确定是否可行的途径，只有将其运用于在线网络之中。

其他共识算法

工作量证明和权益证明是当前讨论热度最高的共识算法。但除此之外还有许多其他算法，而且各有利弊。详情请阅读以下文章：

• 《延迟工作量证明详解》
• 《租赁权益证明共识详解》
• 《权威证明详解》
• 《销毁证明详解》
• 《委托权益证明详解》
• 《混合工作量证明/权益证明共识详解》

总结

达成共识的机制对分布式系统的运作至关重要。许多人认为，比特币最大的创新便是使用了工作量证明，通过这种机制，用户往往能够就一组共享事实达成一致。

如今，共识算法俨然成为了数字货币系统和区块链的基础，它能够允许开发者在分布式网络上运行代码。共识算法在区块链技术中占据着奠基石的地位，对现有各种网络的长期生存能力具有至关重要的作用。

在所有的共识算法中，工作量证明占据着主导地位。如今尚未有人提议出更可靠更安全的替代解决方案。话虽如此，专业人员仍在研发大量产品来替代工作量证明，未来几年，我们有望见证更多的替代解决方案出现。