從區塊鏈的工作邏輯探究理想的共識機制_POW

作為比特幣的底層技術，區塊鏈解決的一個核心問題是雙花問題，即它需要讓分布式節點達成一個統一的認可，這需要一定的方式確定哪些節點是合法的存在，哪些是不合法的存在，由此也就需要共識機制的加入。

可以這樣理解，共識機制的重要性在于其構造了一種無信任的合作方式，即便是系統內參與者誰都不存在信任，但仍舊可以基于統一的共識協作完成任務。

以比特幣為例來理解，中本聰在比特幣的白皮書寫到運行比特幣網絡的步驟：

1、 新的交易向全網進行廣播；

加密貨幣總市值為1,207,338,324,702美元:金色財經報道，據CoinGecko數據顯示，當前加密貨幣市值為1,207,338,324,702美元，24小時交易量為28,157,808,735美元，當前比特幣市值占比為46.8%，以太坊市值占比為18.3%。[2023/8/6 16:21:12]

2、 每一個節點都將收到的交易信息納入一個區塊中；

3、 每個節點都嘗試在自己的區塊中找到一個具有足夠難度的工作量證明；

前司法部檢察官：對近期XRP法院判決的上訴似乎\"不太可能”:金色財經報道，前司法部檢察官、加密風險投資者Katie Haun評論了最近法院就Ripple與美國證券交易委員會的法律糾紛做出的裁決。雖然上訴是可能的，但Haun對SEC要求法律明確性和立即上訴的愿望表示懷疑。

Haun表示，法院的裁決發現，在公共交易所銷售XRP并不構成未注冊證券的銷售，這對該行業來說是一個好結果。在這些交易中，機構投資者直接向Ripple支付資金，Ripple做出合同承諾作為交換，根據Howey創建投資合同。

對美國地區法官Analisa Torres的決定提出上訴是“可能的”，但他補充說，“立即上訴似乎不太可能，因為該機構將不得不要求法院將這一決定與將要審判的部分分開，因為我懷疑SEC是否真的想要法律上的明確性。”[2023/7/17 10:59:11]

4、 當一個節點找到了一個工作量證明，它就向全網進行廣播；

Y Combinator今年已投資270個項目，其中88個為AI項目:6月20日消息，根據國金證券統計，美國著名創業孵化器Y Combinator 2023年參與270個項目的投資，從中篩選出88個AI相關項目，涵蓋企業服務、軟件開發、教育、金融、娛樂、醫療等多個行業。其中，企業服務、軟件開發兩大賽道最為熱門，項目數量占比約3/4。結合技術可行性及投資性價比，3條主要AI項目落地路徑為：（1）提供模型定制部署服務；（2）在靜態知識領域替代部分人力，幫助企業降本增效；（3）企業服務領域是典型的靜態知識應用場景，也是AI應用落地最熱門的賽道之一。[2023/6/20 21:49:34]

5、 當且僅當包含在該區塊中的所有交易都是有效的且之前未存在過的，其他節點才認同該區塊的有效性；

6、 其他節點表示他們接受該區塊，而接受的方法則是跟隨在該區塊的末尾，制造新的區塊以延長該鏈條，并將該區塊的隨機散列視為新區快的隨機散列值。

也就是說，當交易發生的一刻，比特幣的交易數據就被蓋上了時間戳，而當這筆交易數據被打包到一個區塊中后，就算完成了一次確認，連續6次確認之后，交易不可逆轉。在比特幣中，每一次確認都需要解決一個復雜的難題，因此每一次確認都需要時間。所以當A試圖將一筆資金進行兩次支付交易時候，由于確認時間較長，不可能同時得到確認，由此抑制雙花問題的存在。

共識機制的加入，抑制“雙花問題”，更長遠而言，讓區塊鏈的工作得以有效的進行，解決運行中會出現的攻擊、作弊、延時、一致性、最終確定性等等問題。

但有個問題是，中本聰提出的PoW機制，即比特幣在區塊生成的過程中使用了PoW機制。通過一種易于校驗的計算，看網絡中哪一個節點率先找到隨機數，通過校驗，就可以產生區塊，廣播獲得節點認可之后就形成了區塊鏈。如果A要發動雙花攻擊，進行交易1后并發送廣播，網上其他節點都記錄了這筆交易，但要生成6個區塊后才能真正確定這筆交易已經成功。在交易1廣播后，A卻在自己的區塊鏈記錄了交易2，重復利用交易1的幣。如果A掌握超過51%的算力，那么A可以很大幾率的挖出之后的6個區塊之后，然后再次廣播，此時交易2會被判定為成功，而交易1則失敗。也就是一筆錢花2次，但是交易1的收錢者最終并沒有收到錢，蒙受損失，這就是所謂的雙花攻擊。當然，如果算力不夠51%，也可以發動雙花攻擊，也有成功的可能。只是算力越低，發動雙花攻擊成功的幾率會越越小。這也是PoW算力集中的問題之一。

區別于PoW，PoS共識機制要求節點提供擁有一定數量的代幣證明來獲取競爭區塊鏈記賬權的一種分布式共識機制，但同樣也有不完善的地方。總體而言，目前主流的共識算法包括PoW、PoS、BFT等，混合共識更如雨后春筍般出現，有一些在主流基礎上演變而來的共識算法，諸如PoA、PoI、DPoS、PBFT等。

而哪些共識機制能真正擔起區塊鏈大規模應用落地的使命，或許時間會給到答案。

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