共識算法漫游指南
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你有自由走3星評價
2020-04-24 16:32:05
莫慌。在每一種偉大的電子貨幣的背后，都有一個偉大的共識算法來支撐。 沒有一種共識算法是完美的，但是每一種都有他們自己的優(yōu)缺點。 在加密的世界里，共識的存在就是為了解決雙花的問題。 接下來，簡單介紹一些迄今為止最為流行的共識算法，從Blockchains到DAG之間的區(qū)別。
工作量證明（PoW）- 元老級共識
廣泛應(yīng)于與： Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dogecoin（大多數(shù)其他加密貨幣）
優(yōu)點： 我們知道他的工作量（譯者：雙關(guān)語，我們知道它運轉(zhuǎn)正常）
缺點： 低吞吐量;正在殺死地球（譯者：浪費資源）
工作量證明是首個用于區(qū)塊鏈的共識算法。由中本聰（Satoshi Nakamoto）設(shè)計，并應(yīng)用于比特幣區(qū)塊鏈，我們能使用PoW還是要感謝在世界各地所看到的大規(guī)模采礦作業(yè)和能源的消耗。我們知道它運轉(zhuǎn)正常（我們可以說它比其他大多數(shù)的共識運行的更好），但是在這個游戲的這個階段（譯者：區(qū)塊鏈技術(shù)萌芽階段），它開始被認(rèn)定是一個傳統(tǒng)技術(shù)。甚至于以太坊也要從PoW遷移到更高效、更節(jié)能的PoS中。有了這么多新的方案，很難想象為什么一個新的區(qū)塊鏈還會使用PoW。 在PoW中，礦工 解決困難的并且無意義的問題來創(chuàng)造區(qū)塊。PoW運行在一個贏得最長鏈”的系統(tǒng)上。因此，假設(shè)大多數(shù)礦工工作在同一條鏈上，那么增長速度最快的將會是最長的也是最值得信賴的鏈。因此，只要比特幣中長的鏈超過50%的礦工都是誠實的，它就是安全的。
權(quán)益證明（PoS）- 鏈中的新生兒
廣泛應(yīng)用于： Decred，Ethereum（即將），Peercoin
優(yōu)點： 攻擊成本更昂貴;更非中心化;高效節(jié)能
缺點： 無成本投票
在PoS中，塊的產(chǎn)生不是由礦工工作產(chǎn)生的，而是由礦工們持有的他們的權(quán)益（token）來下注”哪一塊是有效的。在分叉的情況下，礦工們花費他們的權(quán)益（token）來投票支持哪一個分叉。假設(shè)大部分人投票到正確的分支上，投票到錯誤分支的驗證者將會在正確的分支上失去他們的權(quán)益”。 關(guān)于權(quán)益證明常見的反對觀點是沒有成本”的問題。值得注意的是，不同于PoW，驗證者幾乎不消耗計算能力去支持一條分叉，驗證者可以投票到分叉的任何一條鏈上。PoS中的分叉也會比在PoW中更為常見，這也是人們擔(dān)心會損害貨幣可信度的地方。
授權(quán)證明（DPoS）- 選擇你的驗證節(jié)點
廣泛應(yīng)用于： Steemit， EOS， BitShares
優(yōu)點： 交易費用低;可擴展;高效節(jié)能
缺點： 局部中心化
DPoS是Daniel Larimer的智慧結(jié)晶，實際上與PoS完全不同。在DPoS中，token持有者不會對塊本身的有效性進行投票，而是投票選舉代表來代表他們自己去驗證。在DPoS系統(tǒng)中，通常會有21-100個選出的代表。代表會定期洗牌，并且會將順序記載到他們的塊中。因為擁有較少的代表，他們可以高效的管理自己，并能每一位代表創(chuàng)建指定時間窗口來推送他們的塊。如果代表不斷的失誤或者發(fā)布無效交易，股東會將他們投票出去，并找個更好代表代替他。
權(quán)威證明（PoA）- 相信知道的所有
廣泛應(yīng)用于： POA、Network, Ethereum Kovn testnet
優(yōu)點： 高吞吐率;擴展性
缺點： 中心化系統(tǒng)
權(quán)威證明是一種交易由類似于系統(tǒng)管理員”的批準(zhǔn)用戶來驗證塊的共識算法。這些賬戶從其他節(jié)點提供的真相來證實的。PoA具有很高的吞吐量，并優(yōu)化了私有網(wǎng)絡(luò)。但由于過于集中，你不太可能在公鏈中看到這種共識。
權(quán)重證明（PoWeight）- 更大的就是更好的
廣泛應(yīng)用于： Algorand, Filecoin, Chia
優(yōu)點： 可定制;可擴展
缺點： 激勵模式是個挑戰(zhàn)
權(quán)重證明是基于Algorand一致性模型的共識算法分類中的常用分類?？傮w思路是，在PoS中，網(wǎng)絡(luò)中你擁有的價值（token）代表了你發(fā)現(xiàn)”下一個塊的概率，在PoWeight系統(tǒng)中，使用了其他相對的加權(quán)值。具體的例子：Filecoin中的Proof-of-Spacetime會根絕你存儲的IPFS數(shù)據(jù)進行加權(quán)。其他的系統(tǒng)可以包含的例如Proof-of-Reputation（聲譽證明）之類的加權(quán)。
拜占庭算法（BFT） - 圍攻區(qū)塊鏈
廣泛應(yīng)用于： Hyperleder, Stellar, Dispatch, 和 Ripple
優(yōu)點： 高吞吐率;低消耗;可擴展
缺點： 半數(shù)信任
這是個經(jīng)典的分布式計算問題，通常用拜占庭將軍來解釋。問題描述了幾個拜占庭將軍以及他們的軍隊，和被圍攻的城市的內(nèi)容。他們必須一致決定是否進攻。如果將軍們分別進攻，他們對城市的圍困將會以失敗告終。將軍們按照距離分隔開，不得不用消息來進行溝通。一些加密貨幣協(xié)議使用了不同版本的BFT來達成共識，每種都有自己的優(yōu)點和缺點。
實用的拜占庭容錯算法（PBFT）： 其中一種優(yōu)先解決方案叫做實用拜占庭容錯算法。Hyperledger Fabric目前正在實用，只設(shè)置很少（<20，之后可能會多一點）預(yù)先選定的將軍執(zhí)行PBFT，并表現(xiàn)出難以置信的高效。優(yōu)點：高交易吞吐量;缺點：中心化/被許可。
聯(lián)邦拜占庭協(xié)議（FBA）： FBA是另外一種拜占庭將軍的解決辦法，已經(jīng)應(yīng)用在Stellar和Ripple兩種貨幣中?？傮w思想（heh，譯者注：作者原文heh，可能想表達雙關(guān)，將軍的想法），是每一個將軍負(fù)責(zé)自己的鏈，按照接收到真相排列消息。在Ripple中，將軍們（產(chǎn)出驗證節(jié)點）是通過Ripple基金會預(yù)選出來的。在Stellar中，任何人都可以成為驗證者，所以你可以選擇你要相信的驗證者。 由于難以置信的吞吐量，低交易成本和網(wǎng)絡(luò)擴展性，我相信，F(xiàn)BA類的一致性算法是我們目前發(fā)現(xiàn)最好的分布式共識算法。
有向無環(huán)圖（DAGs）- 又名區(qū)塊鏈殺手
廣泛應(yīng)用于： Ioa, Hashgraph, Raiblocks/Nano
優(yōu)點： 網(wǎng)絡(luò)擴展性;低消耗
缺點： 依賴實施
DAGs現(xiàn)在比 Vitalik's Tinder profile 更火爆。DAGs是不使用區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，并且絕大多數(shù)是異步處理事務(wù)的一種共識形式。即使DAGs能夠非常專業(yè)在每秒處理無限次交易，但它還是其他共識一樣具有優(yōu)勢和劣勢。
Tangle： Tangle是由Iota使用的DAG共識實現(xiàn)。為了發(fā)送一條Iota交易，你需要驗證你已經(jīng)收到的以前的兩條交易信息。合二為一，并傳遞下去的這種共識方式增強了交易的有效性，更多的交易被添加到Tangle中。因為共識是由交易確定的，理論上，如果有人能生成1/3的交易，那么他們就可以說服網(wǎng)絡(luò)上其他人，他們的無效交易是有效的。直到有足夠多的交易數(shù)量，使得再創(chuàng)造1/3的交易數(shù)據(jù)變得不可能。Iota是網(wǎng)絡(luò)交易中雙重檢查”的一種形式，并運行在一個叫做The Coordinator”的中心節(jié)點上。Iota表示 The Coordinator像是系統(tǒng)的輔助輪一樣，當(dāng)Tangle足夠大的時候就會被移除。
Hashgraph： Hashgraph是由Leemon Baird開發(fā)的一種gossip-protocol共識算法。節(jié)點隨機地與其他節(jié)點共享已知的交易記錄，因此最終交易記錄都會同步到其他的所有節(jié)點中。Hashgraph速度非常的快（每秒250,000+筆交易），但無法抵擋Sybil攻擊。所以，Hashgraph是成為私有網(wǎng)絡(luò)的很好的選擇，你一定不會看到它像Ethereum或Dispatch這樣的公有網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)這種算法。
Block-lattice： Nano（以前被稱為Raiblocks）運行在一條叫做Block-lattice的鏈上。Block-lattice是一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是讓每一個用戶（地址）都擁有他們自己的鏈，并且只有他們可以寫入內(nèi)容，每個人都擁有所有鏈的副本。所有的交易都被分解，并同時分配到一個發(fā)送者的發(fā)送塊和一個接受組織的接收塊中。Block-lattice看起來簡單到不能工作，但是它已經(jīng)在外運行了一段時間了。獨特的結(jié)構(gòu)確實使得Block-lattice需要應(yīng)對一些特殊的攻擊，例如Penny-spend攻擊，這種攻擊是攻擊者通過發(fā)送大量的、必須要追蹤的、僅有少數(shù)價值的空錢包達到攻擊手段。
SPECTRE： 序列化的工作量證明事件：通過遞歸選舉進行交易確認(rèn)，更廣為人知的是SPECTRE,它是一個已經(jīng)提出實用PoW和DAGs組合達成共識的比特幣擴展方案。在SPECTRE中，區(qū)塊被挖出后指向多個父區(qū)塊，而不僅僅是一個，所以網(wǎng)絡(luò)需要有能力每秒處理多個區(qū)塊。即將被挖出來的塊指向多個父區(qū)塊，這些父區(qū)塊能夠證明其有效性。與PoW的"贏得最長鏈"相比，SPECTRE使用的更像是贏得最多子區(qū)塊”。SPECTRE還沒有對外進行battle-tested，可能會出現(xiàn)新的攻擊方式，但是，它看起來確實是潛在的能夠巧妙的修復(fù)比特幣的方式。
岢飯捩蕞I3星評價
2020-04-24 16:32:46
共識算法是所有區(qū)塊鏈/DAG技術(shù)的基礎(chǔ)，他們也是區(qū)塊鏈/DAG平臺最重要的組成部分。沒有它們(共識算法機制)，我們就只會有個無法改變的數(shù)據(jù)庫而已。下面是主要共識算法的列表，而且我們可以評估它們的好處和壞處。
1.工作量證明 (PoW)好處：自從2009年開始，就可以進行了測試，到如今仍然很穩(wěn)定。
壞處：速度很慢。消耗大量的能源，并且對環(huán)境不好。容易受到規(guī)模經(jīng)濟的影響。
類型：競爭性共識算法。
解釋：這是第一個共識算法機制(中本聰在他的文章中提出)來創(chuàng)建分布式無需信任的共識，并且解決雙花問題。工作量證明不是一個新的想法，但是中本聰將這個和其他的概念- 加密簽名，默克爾樹以及P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來- 從而形成了分布式共識系統(tǒng)，其中數(shù)字貨幣是首個基礎(chǔ)應(yīng)用，這充滿創(chuàng)新。
區(qū)塊鏈中的參與者(礦工)必須要解決復(fù)雜但是無用的計算問題，從而將轉(zhuǎn)賬區(qū)塊加入到區(qū)塊鏈上。
基本上，這是來保證礦工花費成本/資源(礦機)來完成這項工作，從而表示他們不會欺騙區(qū)塊鏈系統(tǒng)，并且對系統(tǒng)造成傷害，會導(dǎo)致他們損失自己的投資;因此傷害他們自己。
這個問題的難度會隨著時間改變，這是為了保證恒定的區(qū)塊生成時間。有時候會發(fā)生一種情況，其中有超過一個礦工在同時解決這個問題。在那種情況下，礦工會選擇其中一個鏈，而且最長的鏈會是獲勝者。所以假設(shè)大多數(shù)礦工在挖一個鏈，那么這條鏈就會發(fā)展最快，并且是最值得信任的。因此只要50%的礦工是誠實的，那么比特幣就是安全的。
2.權(quán)益證明好處：能源利用效率高攻擊成本更高不容易受到經(jīng)濟規(guī)模的影響
壞處：無利害關(guān)系攻擊
類型：競爭性共識算法。
解釋：權(quán)益證明是工作量證明的替代方案，為了解決其中的問題。和挖礦不同，你需要在系統(tǒng)中持有權(quán)益(代幣)。所以，如果你只有10%的代幣，那么你挖出下個區(qū)塊的概率為10%。
挖礦需要很多的算力來解決不同的加密計算，從而解鎖這些加密難題。算力意味著，工作量算法需要大量的電力需求。在2015年，1個比特幣大約需要1.57個美國家庭每天的耗電量。所以，為了節(jié)省能源，權(quán)益證明算法誕生了。
在權(quán)益證明中，一美金是一美金。例如，假設(shè)有10,000個礦工，每個人花費1美金/分鐘，就會比礦池花費10,000美金/分鐘擁有更少的算力。但是在權(quán)益證明中，如果你不能一次使用完全。這里的一美金還是一美金。因此，這不會受到經(jīng)濟規(guī)模的影響。
并且，攻擊權(quán)益證明系統(tǒng)比攻擊工作量證明系統(tǒng)更加昂貴。對權(quán)益證明進行51%攻擊的代價，是要讓所有ASIC礦機全部倒下。
這意味著，每次你攻擊權(quán)益證明系統(tǒng)，都會失去權(quán)益抵押，但是在工作量證明，如果你攻擊系統(tǒng)，但是你不會失去挖礦設(shè)備或者代幣;你只不過是讓攻擊很難實施。
但是權(quán)益證明會出現(xiàn)個問題，就是無利害關(guān)系攻擊問題，其中區(qū)塊生成者通過向多個區(qū)塊鏈進行投票，就不會損失任何東西，從而防止達成共識。
不像工作量證明系統(tǒng)(你需要做大量計算來擴展一個鏈)，同時為挖幾個鏈也只有很少的成本。很多項目嘗試通過不同方案來解決這個問題。例如，上面所說，其中一個解決方案就懲罰做壞事的礦工。
3.委托工作量證明(DPOW)好處:節(jié)能環(huán)保提高安全性可以通過非直接地給比特幣(或者任何其他安全的鏈)提供安全性，這是通過為最貴
壞處：只有使用工作量證明或者權(quán)益證明在公證員激活模式下，不同節(jié)點的哈希算力必須要標(biāo)定，不然哈希算力之間的區(qū)別會爆炸(以下會有更多的解釋)
類型：合作型共識
解釋：委托工作量證明是混合型共識方法，可以讓一個區(qū)塊鏈能夠利用第二個區(qū)塊鏈通過哈希算力提供的安全性。這是通過很多能夠?qū)?shù)據(jù)從第一個區(qū)塊鏈加到第二個區(qū)塊鏈的節(jié)點來完成的，這通常會要求兩個區(qū)塊鏈進行進行妥協(xié)，從而削弱第一個區(qū)塊鏈的安全性。
基于委托工作量證明算法的區(qū)塊鏈可以使用工作量證明或者權(quán)益證明方法來實現(xiàn)功能;并且它能夠?qū)⒆陨硪栏接谌魏喂ぷ髁孔C明的區(qū)塊鏈。但是，比特幣的哈希力現(xiàn)在已經(jīng)為通過委托工作量證明進行安全保護的區(qū)塊鏈，提供了最高級別的安全保護。下面的圖例，顯示了主要區(qū)塊鏈和它所依附的工作量證明區(qū)塊鏈之間的關(guān)系:
在委托工作量證明系統(tǒng)中，有兩類節(jié)點：公證人節(jié)點和普通節(jié)點。64個公證人節(jié)點是通過委托工作量證明的區(qū)塊鏈權(quán)益持有者選出的，然后將確認(rèn)的區(qū)塊從委托工作量證明區(qū)塊鏈添加到依附的工作量證明區(qū)塊鏈。一旦區(qū)塊完成，它的哈希就會通過33個公證人節(jié)點簽名，然后添加到比特幣轉(zhuǎn)賬，從而在比特幣區(qū)塊鏈上記錄下委托工作量證明的區(qū)塊哈希，這也是被網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)公證人節(jié)點所公正的。
為了防止礦工在公證人節(jié)點之間，這會降低網(wǎng)絡(luò)的效率，所以設(shè)計了一種以兩種模式運行的輪換挖礦方法?！盁o公證人”模式可以讓整個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來進行挖礦，和普通的工作量證明類似;但是，在公證人活躍模式下，網(wǎng)絡(luò)公證人就會在降低困難度的情況下進行挖礦。在這個框架中，每個公證人都可以目前的困難度去挖礦，但是其他公證人節(jié)點必須要按照10倍的難度去挖礦，而且所有的普通節(jié)點會按照100倍的困難度去挖礦。
但是這會造成些問題。這會導(dǎo)致公證人礦工和普通礦工哈希算力的巨大差別：
委托工作量證明系統(tǒng)的設(shè)計，是讓區(qū)塊鏈可以繼續(xù)在沒有公證人節(jié)點的情況下進行運作。在這種情況下，委托工作量證明區(qū)塊鏈可以根據(jù)初始的共識方法運行，但是，它就不會擁有依附區(qū)塊鏈的安全性。
委托工作量證明，會讓任何使用這種共識的區(qū)塊鏈獲得更高的安全性以及更低的能源消耗。而且，委托工作量證明可以通過間接地為主流提供比特幣的安全性，并且還需要支付比特幣裝置。最后，公證人節(jié)點和普通節(jié)點的功能，可以確保初始的共識機制繼續(xù)在這類情況下運行，哪怕公證人節(jié)點失去作用。這個相互依靠性，為其他網(wǎng)絡(luò)提供了激勵，來支持比特幣網(wǎng)絡(luò)的維護，而且還不用讓整個網(wǎng)絡(luò)完全依附于直接的功能。
4.委托權(quán)益證明(DPOS)好處：能源效率高，節(jié)能。速度很快。
壞處：更加中心化擁有高代幣權(quán)益的人，可以投票讓他們自己成為驗證者。
類型：合作型共識算法
解釋：在DPoS算法中，權(quán)益持有者可以在系統(tǒng)中選擇領(lǐng)導(dǎo)者(見證者)，他們可以代替別人進行投票。這就會比一般的權(quán)益證明算法要更快。
例如，在EOS中，21個見證者會選舉出來，然后一些節(jié)點(潛在的見證者)會作為候選人，然后如果某個見證者節(jié)點掉線或者有任何欺詐行為，那么就會被立刻替換。見證者生成區(qū)塊，然后會獲得回報。這些費用也是由權(quán)益持有者決定的。
通常，所有產(chǎn)生區(qū)塊的節(jié)點是輪換的。這就會防止有節(jié)點來發(fā)布很多的區(qū)塊，防止他發(fā)出雙花攻擊。如果見證者沒有在時間限制內(nèi)產(chǎn)生區(qū)塊，那么這部分時間段就會跳過，然后下個見證者就會生產(chǎn)下個區(qū)塊。如果有見證者連續(xù)錯過區(qū)塊或者發(fā)布無效轉(zhuǎn)賬，那么權(quán)益持有者就可以投票讓他出局，然后找更好的見證者來替代他。
在DPoS中，礦工會合作來產(chǎn)生區(qū)塊，而不是像工作量證明或者權(quán)益證明。通過部分中心化來創(chuàng)建區(qū)塊，DPoS算法可以比其他共識算法的速度快幾個數(shù)量級。
5.權(quán)威證明好處：節(jié)能省電速度快
壞處：比較中心化?？梢栽诠?zhǔn)褂茫峭ǔＴ谒接墟満驮S可區(qū)塊鏈?zhǔn)褂谩?/p>
類型：合作型共識
解釋：在基于權(quán)威證明的網(wǎng)絡(luò)中，轉(zhuǎn)賬和區(qū)塊都是通過允許的賬戶來驗證的，他們被稱為驗證者。驗證者運行軟件，可以讓他們將轉(zhuǎn)賬放入?yún)^(qū)塊中。這個過程是自動化的，而且不需要驗證者去一直盯著電腦。但是，它需要維護計算機(權(quán)威的節(jié)點)不被攻擊。
驗證者必須要能夠滿足的三個主要條件是：1.身份必須是正式在鏈上認(rèn)證，同時也可以在公開的域名中進行信息的交叉檢測。2.這個資格很難獲得，并且很難正確地去驗證區(qū)塊。(潛在的驗證者需要獲得公開認(rèn)證)3.在檢車過程中，必須要有完整的統(tǒng)一性，從而建立權(quán)威。
通過權(quán)威驗證的個人，可以有權(quán)來成為驗證者，所以對于驗證者來說，系統(tǒng)會有激勵。通過將名譽和身份連接，驗證者就會被激勵去處理轉(zhuǎn)賬流程，因為他們不希望獲得負(fù)面的影響，因為這會失去很難獲得的驗證者身份。
6.權(quán)重證明好處：節(jié)能省電。很高的定制化和擴容性壞處：激勵制度很困難
類型：競爭類共識
解釋：權(quán)重證明的主要想法是。因為在權(quán)益證明系統(tǒng)中，你持有代幣的比例代表你發(fā)現(xiàn)下個區(qū)塊的概率，但是在權(quán)重證明系統(tǒng)中，其他相關(guān)的權(quán)重也會使用。有些應(yīng)用是聲望證明和空間證明。
7.聲望證明
好處：
對于私有和限制性區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)很好壞處:只能在私有鏈和許可區(qū)塊鏈系統(tǒng)中使用。
類型：合作類型共識
解釋：聲望證明算法模型取決于參與者的聲望，來保持網(wǎng)絡(luò)的安全。參與者(區(qū)塊簽署者)必須要有足夠重要的聲望，如果他們想要欺騙系統(tǒng)，就會獲得非常嚴(yán)重的財務(wù)和品牌后果。這是個相對的概念，因為大多數(shù)企業(yè)如果在被抓到欺騙后，都會覺得很難過，但是更大的企業(yè)會失去更多，因此會比小公司更可能獲選。
一旦公司證明了自己的聲望，并且通過了驗證，他們或許會通過網(wǎng)絡(luò)的選舉，成為合格的節(jié)點，就像權(quán)威證明中那樣，只有認(rèn)證過的節(jié)點才有資格去簽署和驗證區(qū)塊。
8.消逝時間證明好處：參與者成本低。因此更多人可以很容易地參與，從而去中心化。對于參與者來說，很容易去驗證領(lǐng)導(dǎo)者是合法選出的?？刂祁I(lǐng)導(dǎo)者選舉流程是和獲得的利益成正比的。
壞處：盡管很便宜，你需要使用特定的硬件。因此不能大規(guī)模采用。不適合公鏈。
類型：競爭性共識
解釋:消逝時間證明算法通常使用在許可區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，從而可以決定挖礦權(quán)或者區(qū)塊獲勝者。許可區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是需要特定參與者認(rèn)證，才能加入的區(qū)塊鏈?；谶@種系統(tǒng)的原則，每單個節(jié)點就會成為勝者，消逝時間證明機制是基于在最大可能的網(wǎng)絡(luò)參與者中，傳播分享公平獲勝的機會。
消逝時間證明算法的流程如下。網(wǎng)絡(luò)中每個參與節(jié)點都要求等到隨機的時間段，并且第一個完成指定等待時間的人就會贏得新區(qū)塊。每個節(jié)點都會有隨機的等待時間，然后進行休眠。第一個蘇醒的，也就是有最短的等待時間，就可以產(chǎn)生新的區(qū)塊，并且在整個網(wǎng)絡(luò)中廣播必要的信息。同樣的過程會重復(fù)為發(fā)現(xiàn)下個區(qū)塊。
消逝時間證明網(wǎng)絡(luò)公示機制需要確保兩個重要的因素。首先，參與的節(jié)點選擇的時間是隨機的，不會因為想贏，節(jié)點就可以選擇更短的時間，其次是獲勝者必須要完成等待時間。消逝時間證明的概念是在2016年早期由英特爾提出，我們都知道它是著名的芯片生產(chǎn)制造巨頭。它提供了高科技工具來解決了計算問題“隨機領(lǐng)導(dǎo)者選擇?！?/p>
這個機制可以讓參與者在受到保護的環(huán)境下，執(zhí)行可信的代碼，而且可以保證下面兩個需求，對于所有參與節(jié)點來說，隨機選擇等待時間，獲勝的參與者會完成等待時間。
在安全的環(huán)境下運行可信節(jié)點的機制，也會考慮到網(wǎng)絡(luò)中很多其他的需求。它保證了可信代碼確實是在可信的環(huán)境下運行，而且不會被任何外部人員修改。它也保證了，結(jié)果是可被外部參與者和個體所驗證的，因此強調(diào)了網(wǎng)絡(luò)共識的透明度。
消逝時間證明控制了共識過程的成本，并且保證靈活，從而在整個過程中，價值和成本成正比，這是數(shù)字貨幣經(jīng)濟能夠持續(xù)下去的關(guān)鍵需求。
9.能力證明，即空間證明
好處：類似工作量證明，但是使用空間而不是算力。因此更加環(huán)保?？梢詣h除惡意軟件，通過決定是否處理器的L1內(nèi)存是否是空的(例如，有足夠的空間來評估，不會錯過任何的內(nèi)存)或者包含一個可以防止被驅(qū)逐。可以用作防止欺詐的手段，并且防止服務(wù)器攻擊。
壞處：激勵制度是個問題。
類型：合作共識
解釋：空間證明，也被稱為能力證明，是展示有人對于某個服務(wù)有合法的興趣(例如發(fā)送郵件)，這是通過部署一定量的記憶存儲或者磁盤空間，來解決服務(wù)提供者給出的問題。
空間證明和工作量證明很類似，除了前者不是用算力，而是存儲能力?？臻g證明和記憶容量和可恢復(fù)性證明相關(guān)，但是其中也有不同。
空間證明是證明者發(fā)給驗證者的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，來證明這個驗證者收到了部分空間。
空間證明看起來更加公平，由于存儲的目標(biāo)和更低的能源損耗，看起來是更好的解決方案。
10.歷史證明解釋：這個共識的想法是，和相信轉(zhuǎn)賬時間戳不同，你可以證明轉(zhuǎn)賬會在這個事件的前后某個時間發(fā)生。
當(dāng)你在紐約時間記錄下的時候，你可以給出證明你的照片是在這個報紙發(fā)布之后才記錄，或者你有些方式來影響紐約時報發(fā)布信息。通過歷史證明，你可以創(chuàng)建歷史記錄，從而證明這件事發(fā)生在每個特定的時刻。
歷史證明會有高頻的驗證延遲功能。驗證性延遲功能需要特定的步驟來評估，然后產(chǎn)品特別的輸出，這個可以被有效和公開的驗證。
這個特定的方式使用了連續(xù)的預(yù)圖像抗性哈希，可以和之前的輸出作為下個輸入，然后連續(xù)運行。周期性地，計數(shù)和目前的輸出是被記錄的。
對于SHA256哈希的功能，這個過程是不可能和使用2強制攻擊同時進行的。
然后我們可以確認(rèn)，在生成過程中，真正的時間已經(jīng)流失了。并且這個記錄順序和真實時間相同。
11.權(quán)益流通證明解釋:權(quán)益流通證明可以作為工作量證明和權(quán)益證明的替代解決方案，來讓P2P網(wǎng)絡(luò)得到安全保證。權(quán)益流通證明的設(shè)計是用來鼓勵擁有權(quán)和行為。
12. 重要性證明好處：在評估權(quán)益的時候，比權(quán)益證明好
解釋：這個共識算法不只取決于代幣的數(shù)量，還有生產(chǎn)系統(tǒng)行為應(yīng)得到報酬的可能性。抵押區(qū)塊的機會是由多個因素組成的，包括惡名(由不同的框架來控制)，余額，還有轉(zhuǎn)賬數(shù)量。這個被稱為重要性計算。這提供了一個更全面的“有用”系統(tǒng)成員的圖像。
13.燃燒證明解釋：通過燃燒證明，而不是將錢投入昂貴的計算設(shè)備，你可以通過將代幣發(fā)入不可逆的地址，從而燃燒它們。通過將代幣發(fā)送到從未出現(xiàn)過的土地，你可以在一個基于隨機選擇過程的系統(tǒng)上獲得終身的特權(quán)。
取決于燃燒證明如何實施，礦工也許會然后原生代幣或者替代鏈的代幣，例如比特幣。你燃燒的代幣越多，那么你就有更高的可能性，去挖出下個區(qū)塊。隨著時間的發(fā)展，你在系統(tǒng)中的權(quán)益就會延遲，所以最終你會想要燃燒更多代幣去增加你中獎的概念。(這里是指比特幣挖礦的過程，你必須要連續(xù)地去投入設(shè)備來維持哈希力。)
雖然燃燒證明是個很有趣的解決方案，但是這個協(xié)議仍然浪費了很多資源。還有個問題就是，挖礦算力會很容易地偏向于那些想要燃燒更多代幣的人。
14.身份證明
解釋：身份證明(PoI)是一個加密證據(jù)(一部分?jǐn)?shù)據(jù))，它會說明任何知道私鑰的用戶，就會和一個認(rèn)證的身份相比較，然后和特定的轉(zhuǎn)賬連接。同個群體的每個人可以創(chuàng)建PoF(只有一個區(qū)塊的數(shù)據(jù))，然后將它展示給任何人，例如處理節(jié)點。
15.行動證明解釋：為了避免惡性通貨膨脹，比特幣只有2100個。這也就意味著，在某些時刻，比特幣區(qū)塊獎勵會結(jié)束，而且比特幣礦工只會收到轉(zhuǎn)賬費。
有人會說，這可能會因為公地悲劇導(dǎo)致安全問題，人們會總是按照自己的興趣來做事，從而孤立了整個系統(tǒng)。所以，行動證明創(chuàng)建了可以代替比特幣的另一個激勵方案。行動證明是一個混合解決方案，這是由工作量證明和權(quán)益證明結(jié)合起來的。
在行動證明中，挖礦會按照工作量證明的形式開始，同時礦工也在賽跑去解決難題。取決于實施情況，區(qū)塊挖礦不會包含任何轉(zhuǎn)賬，所以獲勝的區(qū)塊只會包含區(qū)塊頭部，并且礦工的獎勵地址。
在這個時候，系統(tǒng)會轉(zhuǎn)移到權(quán)益證明。基于區(qū)塊頭部的信息，隨機的驗證者會簽名新的區(qū)塊。擁有更多的代幣，他就能被選擇為區(qū)塊生成者。一旦所有驗證者簽名，模板就成為一個完整的塊。
如果選擇的驗證者不能去完成區(qū)塊，那么下個獲勝的區(qū)塊就會被選擇，新的驗證者會被選擇，以此類推，直到區(qū)塊獲得了正確數(shù)量的簽名。費用會在礦工和簽署區(qū)塊的驗證者之間分離。
行動證明的關(guān)鍵是和工作量證明(挖區(qū)塊需要很多的能源)和權(quán)益證明(沒有什么可以阻止驗證者進行雙重簽名一樣的。
16.存在證明解釋：存在證明是在線服務(wù)，能夠通過比特幣時間戳轉(zhuǎn)賬，從而驗證計算機文件的存在。
案例：不用揭露真實內(nèi)容，就可以獲得數(shù)字簽名協(xié)議。不用揭露真實數(shù)據(jù)，就可以展示數(shù)據(jù)所有權(quán)文件時間戳證明所有權(quán)檢測文件的完整性
17.可回收證明解釋：可回收證明(POR)是一個通過文件系統(tǒng)到客戶端的證明形式，目標(biāo)文件F是完整的，在這種情況下，客戶端能夠完全覆蓋它。因為可回收證明(POR)會比F本身的傳輸更加低的通信難度，對于高信任的遠(yuǎn)程存儲系統(tǒng)，他們是更具吸引的創(chuàng)建區(qū)塊。它可以真正作為共識算法，為云計算系統(tǒng)有用。
18. 拜占庭容錯算法
好處：快速，擴容性好
壞處：通常是為私有鏈，以及許可類區(qū)塊鏈?zhǔn)褂?/p>
解釋：拜占庭將軍問題是現(xiàn)在分布式計算，都面臨的問題。這個問題是幾個拜占庭將軍，他們在包圍一個城市，但是他們必須決定是否要攻擊城市。如果有的將軍在沒有和別人一起進攻，那么他們的策略就是失敗。這些將軍通常是各自分開的，并且需要傳遞信息來進行溝通。
實用型拜占庭容錯(PBFT)：這個問題的首個解決方案，就是實用型拜占庭容錯(PBFT)。目前被用在超級賬本，會有小于20個提取選擇的PBFT有效運行。好處：很高的吞吐量。壞處：中心化
聯(lián)邦拜占庭協(xié)議：FBA是拜占庭將軍的另一種經(jīng)典的解決方案。主要的方法，是讓每個拜占庭將近都負(fù)責(zé)他們自己的鏈，從而完成信任。它有難以置信的吞吐量，很低的轉(zhuǎn)賬費用以及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。
19.委托拜占庭協(xié)議(dBFT)好處：快速且擴容性好。壞處：每個人都在為成為根鏈而競爭?？梢詴袔讉€根鏈出現(xiàn)。
解釋：dBFT被稱為委托拜占庭協(xié)議，這種拜占庭容錯的共識機制能夠讓通過代理投票來讓大規(guī)模的人參與到共識。持有代幣的人可以通過投票，選擇他們想支持的人。這個選擇的群體會通過拜占庭算法，達成共識并且挖出新的區(qū)塊。
委托拜占庭協(xié)議(dBFT)提供拜占庭容錯f = [(n-1) / 3]，這個系統(tǒng)由n個共識節(jié)點組成。委托拜占庭協(xié)議(dBFT)有很好的最終結(jié)果，意味著一旦確認(rèn)了，區(qū)塊就不能分叉，并且轉(zhuǎn)賬也不可以回滾。
20. DAG(有向無環(huán)圖)好處：由于非線性結(jié)構(gòu)，所以有高度擴容性快速節(jié)能省電即時獲得最終結(jié)果
壞處：智能合約的部署只可以通過預(yù)言機獲得
解釋：DAG或者叫有向無環(huán)圖，是區(qū)塊鏈更加寬泛的形式。他們由于特殊的造型，從而獲得很高的擴容性而出名。
基本上來說，任何的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，都是線性結(jié)構(gòu)，一個個區(qū)塊組成了鏈。這會讓區(qū)塊鏈速度很慢，因為區(qū)塊們不能和鏈平行添加。但是在DAG區(qū)塊/轉(zhuǎn)賬的案例中，這些是可以平行添加的，每個區(qū)塊/轉(zhuǎn)賬都會確認(rèn)之前區(qū)塊的數(shù)量。這就讓DAG可以無限地擴容。