区块链达成共识机制的关键解析

导读： 区块链达成共识为什么重要区块链技术的核心价值, 在于去中心化环境里多方互信的问题, 没有中心化机构背书, 那要怎样让所有参与者对数据状态维持一致呢?...

区块链达成共识为什么重要

区块链技术的核心价值, 在于去中心化环境里多方互信的问题, 没有中心化机构背书, 那要怎样让所有参与者对数据状态维持一致呢? 这便需要一套规则来确保“区块链达成”共识, 共识机制正是这一套规则的灵魂所在, 它决定了谁拥有记录的权力, 怎样验证新数据, 以及怎样惩罚恶意行为, 在实际应用当中, 不管是比特币还是以太坊, 其底层逻辑都依靠共识机制保障账本不被篡改, 理解了这一点, 便能明白为何区块链达成共识是分布式账本从概念迈向落地的第一步。假如共识面临失败, 那整个网络便会分裂为多个孤岛, 数据一致性会全然崩塌。所以, 共识机制的设计不但关乎安全性这一方面, 而且更直接对交易速度以及能耗成本产生影响。

主流共识机制如何实现区块链达成

工作量证明是最早被大规模验证的那种共识方式, 矿工借助计算复杂哈希值去竞争记账权, 最先算出正确答案的那个节点会获得出块奖励, 比特币运用这种模式, 致使区块链达成共识时具备极强的抗攻击能力, 不过能耗极大,而且每秒交易量有限, 权益证明改变了竞争逻辑, 节点是依据持币数量以及持币时间来决定出块概率的, 以太坊转POS后, 能耗降低超过99%, 但面临着富者愈富的争议, 最后还有权威证明, 它是由预先选定的验证节点交替出块的, 适合联盟链场景, 像企业间供应链对账这种情况。这些机制有着共同目标, 那就是让主导网络的是诚实节点, 能有效抵御双花攻击以及女巫攻击, 以此确保区块链达成最终一致性。实际项目常常对多种机制予以混合, 比如说采用POS来进行快速确认, 接着借助PBFT来达成最终确定性。

共识效率与安全如何影响实际应用

达成共识的速度于区块链而言, 直接对商业场景的可行性起到决定作用, 在跨境支付这种场景当中, 交易是需要秒级确认的, 要是采用比特币那般的工作量证明方式, 十分钟才有一个区块, 明显是不切合实际情况的, 所以联盟链相对而言更倾向于运用实用拜占庭容错算法, 当节点数量处于可控状态的时候, 交易延迟能够降低到毫秒级, 不过安全性方面是不能够有所松懈的, 就如同2016年以太坊发生的DAO事件, 那便是由共识漏洞引发的硬分叉, 值得留意的是, 共识机制并非是毫无瑕疵的, 最终性只是具有概率性, 从理论层面来讲, 是存在被51%攻击给推翻的可能性的。于实际部署期间需要依照业务需求予以权衡, 像游戏类应用对于延迟较为敏感, 然而政务存证愈发注重防篡改。区块链达成共识的演进趋向正从单一机制朝着分层架构进行转变, 举例来说, 运用POW去保证安全性, 接着运用DAG结构来提升吞吐量。