区块链共识机制:从工作量证明到委托拜占庭容错
在区块链领域,有多种不同的共识机制来驱动系统运行。其中,工作量证明(PoW)和权益证明(PoS)是较为常见的两种类型。然而,不时会有新的算法出现,让人感到困惑。委托拜占庭容错(Delegated Byzantine Fault Tolerance, DBFT)就是这样一个让许多人难以理解的算法。现在,让我们深入探讨这一概念的具体内涵。
工作量证明与权益证明的局限性
尽管一些加密货币爱好者认为工作量证明是新币发行的"最公平"机制,但这一算法也存在诸多缺点。首先,它需要消耗大量电力,这通常被认为是浪费资源。比特币挖矿尤其如此,有报告指出,单笔比特币交易的平均耗电量相当于多个美国家庭的用电量。此外,工作量证明还需要专用硬件,这使得其公平性大打折扣。
另一方面,权益证明是一个有趣的概念。它需要的电力要少得多,也不需要强大的计算机硬件来参与。然而,用于质押代币的钱包需要始终连接到互联网,这使得它容易成为黑客攻击的目标。此外,拥有更多代币的人会获得更多的质押奖励。这也不是最公平的系统,但它确实为人们提供了不立即花费代币的激励。
委托拜占庭容错机制的优势
虽然上述两种算法在加密货币领域被广泛认为"有用",但一些开发者正在寻找更好的解决方案。委托拜占庭容错就是这样一个尚未被广泛采用但确实有其优点的算法,前提是它能够被正确实施。
熟悉共识协议的人会知道计算机科学博弈论中的拜占庭将军问题。在去中心化系统中达成共识并非易事,尤其是在用户之间互不信任的情况下。通过使用委托拜占庭容错,不同区块链节点之间的关系被重新安排。具体来说,整个网络几乎不会受到拜占庭将军问题的影响,同时仍然能够在恶意节点试图造成损害时达成共识。
DBFT的运作机制
要实现这一目标,需要认识到生态系统中的不同实体。一方面,有专业节点运营商,他们通过运行节点来获得额外收入。另一方面,有用户希望探索特定加密货币生态系统的所有功能。认识到这两类生态系统成员至关重要,特别是在保护生态系统安全方面。
委托拜占庭容错协议的共识部分通过专业节点运营商之间的"游戏化"区块验证形式进行。所有这些专业节点都是通过委托投票过程由普通节点任命的。专业节点将其版本的区块链广播到网络。如果66%的其他节点同意该信息,则达成共识。如果未达到此阈值,则任命不同的专业节点广播其区块链版本,直到建立共识。