区块链共识机制和pos的区别

1、什么是POW和POS,二者区别联系

为了深入理解 Staking 和 PoS（权益证明），本文中我们将把它与当前最主流的共识机制——PoW（工作量证明）进行比较。目前大多数公链采用的都是 PoW ，但随着 PoS 日益受到关注，可以预期在不久的将来，PoS 的比例将会超过 PoW。

现在几乎所有新推出的公链都是基于 PoS，甚至连第二大公链以太坊也将在下一次重大升级中转向 PoS。这是为什么呢？PoS 真的比 PoW 好吗？

PoS 的确在一些方面优于 PoW，在下文中我们将从几个维度对二者进行比较分析。

一、PoS 的定义

首先，让我们来解释一下基本概念。

| PoW 和 PoS 是两种不同的算法，它们决定分布式网络中的共识，以及如何奖励共识维护者。

换句话说，PoW 和 PoS 阐述了如何发行新币为网络提供激励，奖励那些提供资源的共识维护者。这些币的价值背后都有资源支撑（矿机、ASIC 芯片或者一定数量的币等），而且拿到奖励的前提是你必须付出诚实的行动。不管是BTC、ETH，还是XTZ，皆是如此。

你也许会说：在网络中提供或锁定某些资源，同时承担一定风险，这听起来很像 Staking 。没错，的确是这样！

PoW 其实可以用 PoS 的逻辑来理解，花钱买矿机设备和电力就相当于 Staking 的一种形式。我们可以进一步总结为，Staking 是一种传统的经济形式——投入资本以获取回报。

尽管这样理解在某些情况下也不算错，但我们还是回到二者的定义和它们的核心区别上来。

PoW 网络的安全性来自于哈希算力，理论上算力越大收益越高，具体可参考比特币的矿工和矿池。

PoS 的安全性来自于抵押经济的价值，理论上 Staking 的数量越高收益越高。（之所以说“理论上“，是因为 Validator 的选择是随机的，这样可以避免过于中心化。）

尽管每个共识协议都不尽相同，但仍有一些基本原则可供我们来比较。

接下来，我们将通过发展趋势、可扩展性、网络安全、去中心化、成本、治理、社区参与、冷启动、环保多方面对 PoW 和 PoS 进行比较。

二、发展趋势

尽管 PoS 比 PoW 的历史短，在整体市场中份额也小，但它正在飞速地发展。

实际上，按市值计算的前三十名加密货币中有十三个已经使用了 PoS 或类 PoS，包括 EOS、Stellar、Tron、Dash、Neo、Binance Chain、Ontology、Tezos、NEM、VeChain、Waves、Qtum、Decred、Lisk，另外还有三个（ETH、Cardano 和 OmiseGO）正在转向 PoS。

这也意味着市场前三十的币种中有超过一半在使用 PoS。另外，几乎所有的第 二层解决方案都在使用 Staking 机制。甚至连比特币的闪电网络也可以被认为是 PoS 的某种形式：一些中继节点把比特币 stake 起来，帮助用户通过通道进行交易，并从中赚取一些手续费。

· 总 Staking 市值：》 160 亿美元

· Staking 中锁定的总价值：》 50 亿美元。

· PoS 市值占比：9.80％

· 除 BTC 和 ETH 外，PoS 市值占比：26.6％

PoS权益证明与PoW工作量证明的比较

这些数字还在持续增长，而且许多人预计 PoS 链的总价值将在今年年底达到 500 亿美金。随着 Binance Chain、Cosmos 和 Polkadot 将各种项目转移到 PoS 区块链协议，以及 ETH 2.0的推出，PoS 链的总价值可能会超过这一规模。

权益证明（PoS）似乎正慢慢占据整个市场。

三、可扩展性

谈及可扩展性时，必须要考虑到交易吞吐量和交易确认时间。

交易吞吐量：出块时间和区块大小限制了网络的交易吞吐量。采用 PoW 机制的比特币出块时间大概是十分钟，其它币种短一些，以太坊可以减少到十五秒，交易吞吐量也会随着出块时间的减少相应略有增加。

在 PoS 共识维护者（比如 Validator、区块生产者）的共同努力下，由于出块时间短了很多，交易吞吐量平均要比 PoW 高出很多。

举个例子，Tezos 已经能实现每秒 40 笔交易（40 TPS）。DPoS（委托权益证明）中的EOS、TRON甚至已经可以处理超过 1000 TPS 的交易。

PoS权益证明与PoW工作量证明的比较

交易确认时间：交易确认时间也是区块链可扩展性一个重要的衡量因素，尤其是在商业环境中。在 PoS 共识机制中，交易速度更快，甚至在某些场景下的几乎能实时确认。

四、网络安全

众所周知，早在 2009 年比特币作为 PoW 的先驱就已启动，并稳定运行了十多年，后来的很多其它数字货币也都采用了 PoW 共识机制。十年来，PoW 已成为一个公链设计模版，历经多次攻击，可靠性和安全性久经考验。

短期内 PoW 可能受到挖矿垄断的威胁，通过购买外部设备提升算力，发起 51% 攻击。但对于比特币来说，购买哈希算力来实现此类攻击几乎是不可能的，但对于一些小规模的 PoW 链，像 Verge、ETC 则是可行的。

如果要估算对比特币实施 51% 攻击的成本，我们首先要考虑硬件和电力成本。

· 总哈希算力： 50，000，000 TH/s

· 蚂蚁矿机 S9 当前价格： $300

· 蚂蚁矿机 S9 哈希算力： 13 TH/s

· 51% 攻击的硬件成本： $1，153，846，153 USD （约占网络价值的 1.11%）

PoS 和 Staking 还是新鲜事物，虽然像 PeerCoin、Ardor 这些币已经存在了很长时间，但是第一个主流 PoS 链 Tezos 直到 2018 年夏才上线。

PoS 币还没有做过严格的压力测试，所以我们也不知道可能将面临什么样的问题。

以下列举一部分 PoS 可能面临的攻击：

长程攻击Long Range Attack

长程攻击就是攻击者创建了一条从创世区块开始的长区块链分支，并试图替换掉当前的合法主链。该分支上可能存有和主链不同的交易和区块，所以这种攻击又被称为替换历史攻击或历史覆写攻击。

无利害攻击Nothing at Stake Attack

PoS 网络还存在无利害攻击。不像 PoW，PoS 运行多条链的成本很低，Validator 可以向多个链投票而不会遭受任何损失，这就违反了共识协议。

51% 攻击 （51% Attack）

你可能以为发起 51% 攻击需要持有总币量的 51%，但是在一些 PoS 网络中，只需要最少 33% 的 stake 资金就能发起这样一场攻击。

而且如果能吸收他人投票，攻击者甚至都不需要用自己的币去发起攻击，他们甚至还可以通过购买或贿赂的方式来获取投票。

还有一点就是，我说的这 33% 不是该 PoS 币总供给量的 33%，而是 Staking 资金池的 33%。这样来算的话，发起 51% 攻击所需要的币量会更少。

低 Staking 参与率 Low Staking ParticipaTIon

如上所说，在一些 PoS 网络中，只需要质押活跃在资金池中 33% 的币量就能发起一场 51% 攻击。比如，stake 率为 25%，33%* 25%=1/12，即发起一次攻击只需要该 PoS 币总供给量的 1/12。

私钥攻击 Private Key Attack

私钥联网后一旦被获取，攻击人就会获得 Staking 资金的所有权和签署交易的权利。即使私钥不直接控制所有 Staking 资金，获得了私钥就获得 ValidaTIon 和 Staking 的权力，方便发起攻击。

所以说，PoS 网络中一个很大的安全风险存在于把网络价值（stake）转移到 Validator 的过程中，这期间可能导致的高度中心化和网络攻击。只要拥有大量资源，就可能通过购买选票或 Validator 的垄断组织来发起一场攻击。

LISK 就在发生类似的情况，Validator 成立了几个组织来操控激励份额。EOS 的 Validator 还制定了 EOS 宪法，规定投票者不能获得任何的奖励。

大家请留意以上提及的几种攻击，部分 PoS 在设计之初可能针对这些攻击有所预防，但目前 PoS 仍然没有经历过实际的压力测试。

像 DCR、DASH 这样的混合共识机制也已经开始出现，出于安全考虑，它在挖矿中使用比特币作为母链，同时又有着类似 EOS 的 DPoS 共识算法。这样的混合共识机制也值得探索。

五、去中心化

PoW

PoW 挖矿依赖机器设备，这些设备有较高的门槛，并且技术被少数公司垄断。

挖矿也是一项艰巨的工程，因为购买 ASIC 芯片属于长期投资，不像 PoS 资金那样具有流动性。

而且现在挖矿的利润又很低，只有那些拥有硬件技术和廉价电力的大型企业才能有利可图。

PoS

与 PoW 不同，PoS 共识机制的核心是网络中的币，这些币可以在交易所甚至 OTC 市场大量购买，不需要通过挖矿获取，所以参与 Staking 几乎没有门槛。在 PoS 共识机制中，超级节点可以通过运行和维护网络获得奖励，所以运行节点的动机是很高的。

虽然不是所有人都愿意或有能力去运行节点，但是 Staking 机制对于去中心化是很重要的，因为 PoS 允许所有持币人在没有运行节点的情况下投票并参与共识。

不过你会不会认为在 PoS 共识机制下富者恒富呢？和 PoW 相比，其实不然。在 PoW 共识机制中，“富者恒富”的法则更明显，有钱的矿工可以买很多 ASIC 矿机，他们有资源优势并享受高回报。PoW 的大矿工享受规模经济下的回报；但对于 PoS Staker 而言，只有线性收益。

六、成本

讨论成本，我们得从三个方面来考虑：

1. 链上交易成本

2. 维护区块链所需要的资金成本

3. 补偿 Validator 或矿工所需要的通胀成本

链上交易成本

在公链上存储数据是极其昂贵的，每个字节都需要传送到区块链网络里的每个节点，并被这些节点储存。

在 PoW 共识里，比特币交易的成本大约为 1.91 美元每笔，以太坊的交易成本约为 0.1 美元每笔，交易成本会随着币价的涨跌变动。牛市高点的某些时候，比特币和以太坊交易费用分别可高达 54.9 美元和 5.5 美元。

在 PoS 共识里，交易费用就低很多。拿 Tezos 举例，每笔交易费用只有 0.01 美元左右，其它像 Cosmos 的 PoS 币也差不多。

现在，我们再来看看维护区块链所需要的成本。

维护一个区块链所需要的成本

PoW 需要高昂的硬件和电力成本，而在 PoS 里，成为一个 Validator 就只需要一台安全&良好运行的设备，和很少的电力成本就可以了。

在比特币网络里，每年所需的硬件维护成本大概是 20亿 美元（这些硬件的寿命大概是 18 个月），电力成本约为 40亿 美元（电力按 0.08 美元每千瓦算）。

这就是说，为了 PoW 网络的正常运行，需要投入网络总价值的 6.5%。而在 PoS 网络里，维护成本仅占网络总价值的 0.1%。

通胀成本

在 PoS 网络里，通胀率约为 6%，而 PoW 网络里，这一比例约为 4%（只是预估）。

区块链的激励设计会随着时间的推进而降低通胀，PoW 比 PoS 存在的时间更久，因此我们可以说二者的通胀水平是差不多的，未来 PoS 的通胀率也会变得越来越低。

在 PoW 网络里，那些不是矿工的投资者并没有一个好的抵御通胀的方法，而在 PoS 网络里，持币者却可以通过币生币获得一定收益。

七、治理

在 PoW 网络里，协议治理可分成几方：

1. 矿工：决定交易信息是否被确认以及该挖哪条链

2. 用户：决定该接受哪个协议，以及使用哪个生态

3. 基金会：决定如何在不同的开发组织间分配资金

4. 节点：决定运行哪个软件并通过 API 向用户提供服务

在 PoW 网络，很难说到底谁持有最大的投票权，因为 PoW 里的投票权很难量化。然而，为了维护网络以及管理巨大的资源和网络，在各方之间依然需要有一个共识。PoW 网络中治理的透明度匮乏使得协议的设计和升级进程缓慢。

PoS 治理也是分布在以上提到的几个群体，但是治理机制更加系统，我们可以遵守一条简单的规则—— 1:1 投票。

而且，在 PoS 网络里，我们可以实施链上治理 （实际上，PoW 网络也可以实现，但目前没有尝试）。链上治理允许我们创建协议或对协议提出改进的建议，还可以在链上进行投票。基于链上投票的结果，协议可自动执行。目前 Tezos 就是采用的这种链上治理机制。

其它治理投票的 PoS 例子还有：

· EOS

· Decred

· Dash

· Cosmos

PoS 治理中清晰透明的投票设计有利于协议变动可以被快速执行。

八、社区参与

PoW 矿工有着传统的商业思维，他们更愿意投资一种自己熟悉的传统商业模式。对于他们来说，挖矿类似于工厂制造业。挖矿设备就是生产设备，技术越高级，效率就越高。廉价的电力对于挖矿业来说是必要的资源，这些商业模式对于市场价格的依赖和传统工厂依赖钢铁价格一个道理。

这其中当然是有风险的：如果数字货币价格下跌，挖矿可能会变得无利可图。但在大多数情况下，市价抛售所有币也是能赚到钱的。

今天的矿工大多数都是矿机设备和电力有一定资源的人，他们很少有动力参与到社区中来。如果他们真的相信币的价值，直接投资即可回报不菲。直接投资比特币现在的回报已经超过挖矿，我们认为长期这一趋势不会改变。

相比之下，PoS 里的 Validator 更像是投资人，他们需要对所持数字货币背后的技术有很深的理解，同时对协议的发展作出贡献。大型PoS 币种一般都有独立的研究团队。

为了获得更多的投票，这些 Validator 一般需要持有大量的币。通过 Staking 或者提供 Staking 服务，这些资金会被锁定一定时间，如果想动用部分资金，那他们可能不能继续为所有的客户提供服务。

这样 Validator 就成为了长期投资者，他们更有动力驱动技术和价值。激励越高，投入越多。

这就好比早期阶段的创业投资，VC 为他们投资的公司提供支持。这一比喻形象地概括了挖矿投资理论，在 Coinfund 使用后广为传播。

九、冷启动

发行一条公链最好的办法是什么？鉴于代币在公链采用和融资中起到的作用，我们必须考虑到公众通过什么方式获得代币。

发行一条 PoW 链是十分简单的。最初 PoW 的发行量为 0，每个人通过挖矿获得平等的参与权。这个过程看起来相对简单、平等、透明。

为了给持续的协议研究和发展提供支持，还可以像 Zcash 一样成立一个发展基金， 有一小部分的区块奖励直接授予开发者。

PoS 网络的冷启动（Bootstrapping）要更复杂，从一开始，就需要多方都持有一部分权益，ICO 比例在发行前就被决定了。

最普遍的方法是代币发行（ICO 也好，IEO 也好，或者其它的形式），原始代币供应被卖或发给投资者、开发者团队、基金会、理事会等等。

因为参与原始权益分配的大型投资者准入门槛高、同时也可以拿到丰厚回报，这种代币发行一般不太公平，对于社区的普通投资者来说有较多的限制。

代币的授予期通常不透明，而且时常变来变去。这也意味着投资者的权益可能被稀释了，但仍被蒙在鼓里。

另一种发行代币的方法是空投，人们不需要直接投资即可收到一定数量的代币。这种代币空投通常在接收者不知情的情况下发生，而且数量极其少，相比于总量来说几乎可以忽略。由于透明度的缺失，这似乎也不是最好的方法。

除此之外，也有其它一些冷启动方式出现，但依然出于早期阶段，现在很难下结论。其中一个是 Cosmos 引入的类似于“跨链空投”的概念，它是通过硬分区（hard spoon）实现——通过复制一条 PoW 或 PoS 链上的数字货币帐户余额到一条新的 PoS 链上，这条链上的新数字货币具有互用性，并可以拿来做 Staking。

“Hard Spoon：基于一个现有的区块链网络状态形成一条新链；该新链不是和原有链进行竞争，而是提供了更为广泛的访问。”  Tendermint 创始人 Jae KwonJae Kwon

十、环保

如果我们看保护一条公链的成本，PoW 比 PoS 贵太多了，毕竟设备和电力成本很高。从这个角度来看，PoW 对环境显然不友好。

尽管如此，我们认为消耗的电力与我们所得到的价值相比还是微不足道的。我们得到的是一个去信任化、全球化、不可篡改、安全度极高的账本。和黄金开采、以及现有金融体系消耗的成本相比，PoW 的成本并没有那么高。如果只看对环境的影响，我们承认 PoS 更优，因为它更环保。

结论

在本文中，我们从几个维度把 PoW 和 PoS 进行了对比。两者都不完美，未来不会出现一种共识机制统一天下的情况。

我们强烈地相信，最终至少有一条 PoW 链会存在，它很可能是比特币。 PoW 链提供了无可比拟的安全性和不可撤销性，而且可以作为全球结算层以及真实数据的一个来源。围绕比特币，人们寄托了很多愿景，同时也存有诸多争议。

越来越多新的区块链协议开始采用 PoS 的安全模型，而且随着以太坊逐渐从 PoW 转移到 PoS，PoS 所占的比例也将大幅增加。

大多数的第二层解决方案也采用 PoS，带动 Staking 的话题在区块链的世界里变得火热起来。

如果我们来看看像 Cosmos 和 Polkadot 这些互动型和应用型的 PoS 链，我们会发现 PoS 甚至会和一些像比特币、门罗币、大零币这样的 PoW 链产生联系。这些 PoW 链需要拥有自己的分区（Zone）、平行链（Parachains）和网桥（Bridges）或者与它们进行联通，间接地成为 Staking 经济中的一份子。

总结一下，PoS 日渐崛起的原因有：

1. 可以赚取 Staking 收益，不被通胀稀释

2. 参与共识的低门槛准入

3. 可扩展性更强

4. 没有规模经济效应，更去中心化

5. 维护区块链成本更低

6. 1:1 投票，治理更透明

7. 对共识维护者（比如 Validator）和社区有更高的激励

8. 更环保

值得一提的是，以上提到的几个优势是有一定代价和成本的。PoS 目前还没有像 PoW 那样可追溯的历史数据。未来，随着整体市场的成熟，我们将会看到PoW 和 PoS 的发展轨迹越来越完整，也更便于我们学习。当然不会出现一链统天下的状况，就像不会只存在一种算法。像 Decred 这种 PoS+PoW 混合体系可能会越来越受欢迎，但这又是另一个话题了。

POW：全称Proof of Work，工作量证明。

POS：全称Proof of Stake，权益证明。

这两者都区块链的共识机制，是数字货币的记账方法。

区别是：

1、POW机制：工作量证明机制即对于工作量的证明，是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。

2、POS机制：权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。

扩展资料：

比特币（BitCoin）的概念最初由中本聪在2009年提出，根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。 

与大多数货币不同，比特币不依靠特定货币机构发行，它依据特定算法，通过大量的计算产生，比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。

参考资料：百度百科-共识机制

POW全称Proof of Work，即工作量证明；POS全称Proof of Stake，权益证明。Pow和pos都属于区块链的共识机制。

PoW和PoS的全面比较可参考：知乎：PoW和PoS的全面比较

https://v.vzuu.com/video/1129824006290935808

随着区块链技术的发展和演变，包含了：POW、POS、DPOS、Pool验证池、DBFT、POC、POR等共识算法机制。今天，贝数区块链就和大家一起聊聊POW、POS、DPOS几个主流共识机制的相关知识。关注贝数区块链、从小白变大神！

我们来说点简单易懂的。
POW是工作量证明，典型的代表就是比特币，比特币矿机通过计算哈希值，来确定新的区块由谁来主导，这个时候就要由工作量证明来体现区别，比特币的哈希值，是每个机器都能一次算出来一个值，但是不一定这个值就是最符合标准的，所以单位时间内谁算的次数最多谁的机会就越大，所以就有了大家疯狂买矿机，并且必须要加入矿池才能挖矿的原因。

POS是权益证明，这个就像是存证，如果你想要挖矿的话，POW加入的是矿池，POS就要加入节点，你持有的币越多，那么后续你记录，挖矿的机会就越大，整体感觉就有点像是存款，你存的越多，你获得的利息就越高，当然银行的利率是不会变的，但是节点的挖矿几率是有变化的。Hubox研究院——给你带来最简单的区块链知识。

2、区块链技术中的共识机制是什么?

区块链很重要的一点是区块链共识，共识是区块链最大的价值，但是什么是共识机制，共识机制又分为哪些种类？

目前区块链的共识机制大致可以分为三类：pow,pos,dpos，pow即Proof of Work,工作量证明机制，在POW机制下为了获取记账权和激励，矿工必须通过一定量的工作量进行数学运算，谁最快最准计算出了答案，就获取到了记账权和奖励，这是以时间、资源为担保，确保记账工作的真实和有效性，POW是一种按劳分配的模式，算力越高、挖矿时间越长，获得的数字货币就越多了，比较典型的就是btc，btm，它的很大的优点在于安全系数高。

pos,Proof of Stake,权益证明机制,POS也称股权证明机制,是通过持币产生利息,从而对于验证人以及节点进行奖励,这里我们大家首先要了解一个概念,就是币龄.币龄等于币的数量乘以币持有的天数,因而你持有的币数量越多,持有天数越长,你获到的记账权和激励的概率就会越大啦！当你获得激励之后，你的持币天数就会清零，币龄也回被清空这样周而复始，比较有代表性的是量子链，关于dpos是什么，以及这些主要共识机制的利弊是什么，字太多了，可以看看这个视频，里面讲的比较清楚喵懂区块链11期 | 不了解共识机制，何以谈区块链？

区块链的共识机制是什么？

1.共识机制是什么
在一个去中心化的结构体系中，由于各个参与方的地位是平等的，当出现分歧的时候，如何达成共识就成了问题。
所以，一个设计精妙、实际操作起来简单的共识机制是一个分布式的体系能够顺利自运转下去的关键所在。
简而言之，共识机制就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法，是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制。

3、区块链几大共识机制及优缺点

首先，没有一种共识机制是完美无缺的，各共识机制都有其优缺点，有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。
1.pow( Proof of Work）工作量证明
一句话介绍：干的越多，收的越多。
依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。
优点：
1)算法简单，容易实现；
2)节点间无需交换额外的信息即可达成共识；
3)破坏系统需要投入极大的成本；
缺点：
1)浪费能源；
2)区块的确认时间难以缩短；
3)新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；
4)容易产生分叉，需要等待多个确认；
5)永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性；
2.POS Proof of Stake，权益证明
一句话介绍：持有越多，获得越多。
主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，一定程度减少了数学运算带来的资源消耗，性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相同。它是Pow的一种升级共识机制，根据每个节点所占代币的比例和时间，等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度
优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间；不再需要大量消耗能源挖矿。
缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事实上证明了此次硬分叉的失败。
DPOS与POS原理相同，只是选了一些“人大代表”。
BitShares社区首先提出了DPoS机制。
与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人，由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。
DPoS的工作原理为：
去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。
网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块，而这将导致区块链分叉。然而，这不太可能发生，因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接是为了确保你能得到报酬。
该模式可以每30秒产生一个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。
成为代表：
成为一名代表，你必须在网络上注册你的公钥，然后分配到一个32位的特有标识符。然后该标识符会被每笔交易数据的“头部”引用。
授权选票：
每个钱包有一个参数设置窗口，在该窗口里用户可以选择一个或更多的代表，并将其分级。一经设定，用户所做的每笔交易将把选票从“输入代表”转移至“输出代表”。一般情况下，用户不会创建特别以投票为目的的交易，因为那将耗费他们一笔交易费。但在紧急情况下，某些用户可能觉得通过支付费用这一更积极的方式来改变他们的投票是值得的。
保持代表诚实：
每个钱包将显示一个状态指示器，让用户知道他们的代表表现如何。如果他们错过了太多的区块，那么系统将会推荐用户去换一个新的代表。如果任何代表被发现签发了一个无效的区块，那么所有标准钱包将在每个钱包进行更多交易前要求选出一个新代表。
抵抗攻击：
在抵抗攻击上，因为前100名代表所获得的权力权是相同的，每名代表都有一份相等的投票权。因此，无法通过获得超过1%的选票而将权力集中到一个单一代表上。因为只有100名代表，可以想象一个攻击者对每名轮到生产区块的代表依次进行拒绝服务攻击。幸运的是，由于事实上每名代表的标识是其公钥而非IP地址，这种特定攻击的威胁很容易被减轻。这将使确定DDOS攻击目标更为困难。而代表之间的潜在直接连接，将使妨碍他们生产区块变得更为困难。
优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。
缺点：整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的。
3.PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错
介绍：在保证活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容错性。
在分布式计算上，不同的计算机透过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机（Coordinator / Commander）或成员计算机 （Member /Lieutanent）可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。
拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。
而拜占庭问题的可能解决方法为：
在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。
1）系统运转可以脱离币的存在，pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成，安全性与稳定性由业务相关方保证。
2）共识的时延大约在2~5秒钟，基本达到商用实时处理的要求。
3）共识效率高，可满足高频交易量的需求。
缺点：
1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；
2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据
下面说两个国产的吧~
4.dBFT： delegated BFT 授权拜占庭容错算法
介绍：小蚁采用的dBFT机制，是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。
此算法在PBFT基础上进行了以下改进：
将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式；
将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点；
为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点（记账节点）；
在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。
优点：
1)专业化的记账人；
2)可以容忍任何类型的错误；
3)记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉；
4)算法的可靠性有严格的数学证明；
缺点：
1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；
2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据；
以上总结来说，dBFT机制最核心的一点，就是最大限度地确保系统的最终性，使区块链能够适用于真正的金融应用场景。
5.POOL验证池
基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。
优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。
缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。

4、区块链共识机制之POS和DPOS

工作量证明算法作为区块链第一个也是目前经受住足够实践检验的一个共识机制，解决的是分布式系统交易信息一致性的问题，在一个去中心化的网络中构建了彼此不信任节点的信任机制，也是比特币成功应用的关键技术环节。

经过几年的实际运转，这一算法的弊端也显露出来，比特币网络每秒完成600万亿次SHA256运算，消耗了大量的电力资源，而最终这些计算没有任何实际或科学价值。这些运算存在的唯一目的是用来解决工作量证明问题，另外一个现实的威胁便是算力集中，工作量证明本质上是利用穷举法找出符合规定条件的哈希值的过程，算力越强，获得记账权(即挖到矿)的可能性便越高，一开始是最早利用显卡挖矿的人，后来是利用FPGA矿机的人，再后来是利用ASIC专用芯片挖矿的人，现在就是不断制造出更好的ASIC的人，另外还有“矿工”节点联合起来组成矿池，如Ghash，Ghash 2014年曾经发表声明，将在今后确保不超过40%的全网算力，这类自律声明是对比特币去信任机制的莫大讽刺。

比特币自诞生以来，人们便开始尝试其他除了工作量证明算法之外的其他共识机制，如具有代表性的权益证明POS、委托权益证明DPOS、拜占庭容错机制（BFT）及实用拜占庭容错机制（PBFT）等，下面将主要介绍POS和DPOS，BFT和PBFT留待下一篇。

权益证明POS

POS是一类共识算法，或者说是一类共识算法的设计思想，而不是一个，最早采用POS的是Peercoin。Peercoin是2012年8月，一个化名Sunny King的极客推出的一类加密货币，采用工作量证明机制+权益证明机制，首次将权益证明机制引入了加密货币。Peercoin引入了“币龄”的概念，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000。当一个新的区块产生时，其他想获得记账权的节点同比特币也需要计算哈希值，得出满足条件哈希值的难易与难度值有关，这个难度值这里与币龄成反比，即你的币龄越大，得出符合条件的哈希值的概率就越大，同时你的币龄被清空，记账后系统会给予你相应“利息”，你每被清空365币龄，获得利息为：3000 * 利率 / 365，Peercoin的利率为1%，即0.08个币。

可以看出，在POS机制下，持有币越多，越容易获得记账权，接近于赢家通吃的感觉，但持有的币越多，越接近于一个诚实的节点，因为破坏整个网络带来的损失也越大。Peercoin的POS机制有一个漏洞，对于不持有币的人而言，他们本来就没什么收益，所以一些恶意攻击对于他们则是无损失的，这就是Nothing-at-stake attack（无利益攻击）。后续的比较成功的POS都引入了对付这种攻击的机制。

以太坊系统的目标是在今年引入权益证明，即Casper。在权益证明共识机制之下，用户将能够在以太坊网络拥有“币权”。用户如果诚实行事并确认了合法交易，将获得与其股权成比的利息；如果恶意行事并试图网络中作弊，就会失去其权益。

委托权益证明DPOS

委托权益证明DPOS是POS的变种，运用DPOS的典型如比特股等，其基本原理在于全网投票选出101个节点代行记账权限，这些代表节点的权限完全一致。代表节点轮流记账，可以选择创造区块或不创造区块。但他们无法改变交易的详情，恶意或者迟到的代表节点的行为也会被公之于众，那么网络可能将他们简单快速地投票驱逐出去。被驱逐出去的代表节点将会失去他们记账权限，以及对应的收入。

DPOS作为是一种弱中心化的共识机制，保留了一些中心化系统的关键优势，如交易速度等(每个块的时间为10秒，一笔交易在得到6-10个确认后大概1分钟，一个完整的101个块的周期大概仅仅需要16分钟)，但每个持币者都有能力决定哪些节点可以被信任，并且事实上，代表节点会主动降低自己的收入来赢得更多投票，剩下的收入会作为股息，支付给所有的比特股持有人。DPOS有点类似于代议制民主及股份公司董事会制度，都是一种精英制度，但其身份受制于下面的民众，在DPOS中，币的持有者至少有权决定代表节点—或者说矿工的身份。

5、Gate.io芝麻开门如何理解POW、POS、DPOS共识机制?

在区块链的世界里，保证数字货币正常发行，交易确认，维护网络正常运行等，都离不开共识机制，目前最常见的便是 PoW，PoS，DPoS 三种模式。
PoW，工作量证明机制。 最先运用在比特币挖矿中，提供算力越多的矿工，获得记账权的概率就越大。 这也是早期主流的挖矿方式，因为它算法简单，安全性比较高，但是随着挖矿难度，交易频次的增加，电力资源消耗过大，出块速度慢等缺点显现出来。无法满足现有的交易需求。
因此，PoS，权益证明机制诞生了。 PoS 按照币龄决定获得记账权的概率，币龄是指持币数量乘以持币天数，一旦获得记账权， 币龄就会被清空，相应也会得到挖矿奖励，然后再进行下一轮记账权的争夺。 这种机制不会产生能源消耗，加快了区块产出和交易确认的速度，提高了效率。 但是，PoS 也并不完美，比如拥有大量币的用户，越容易获得出块奖励，从而加大贫富差距。 最终导致过于中心化，这是目前 PoS 无法解决的。
所以，DPoS，股份授权证明机制也应运而生了。 它通过持币用户投票，选举节点进行出块和处理交易，更大的缩短了共识时间，并且还会分红给投票者和区块网络维护节点，作为他们支持和维护的奖励，优化了前两个机制存在的不 足。但是也会面临贿选而导致中心化的问题。
虽然每一种共识机制都有缺点，但都是为了解决区块链三大问题，扩展性，安全性，去中心 化而诞生，因此无优劣之分，都有价值。

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