比特幣的共識機製:工作量證明
區塊鏈是靠什麼達成共識的呢?這就是我們要講的區塊鏈共識機製。
區塊鏈的共識機製,最為知名的就是PoW,即工作量證明,這是比特幣係統中運用的共識機製。
算力競爭
迄今為止,人類社會最接近“去中心化”的就是市場經濟,完全靠“背後看不見的手”在調節,這個背後看不見的手是供求關係,也就是競爭。
區塊鏈的算力競爭有點類似於市場經濟,靠和個人私利密切相關的機製去調節。
什麼是算力競爭呢?
區塊鏈係統中的每一台計算機都參與記賬,但如果有節點出於私利篡改數據,造成不同節點的賬目不一致該怎麼辦呢?以哪個節點記的賬為準?
區塊鏈是通過算力競爭來達成共識的。
所謂的算力競爭,就是以每個節點的計算能力(“算力”)來競爭記賬的一種機製。在區塊鏈係統中,大約每10分鍾進行一輪算力競爭,競賽的勝利者獲得一次記賬的權利,即在區塊鏈這個總賬本中加入一個新區塊的權利。如此周而複始,不斷增加新的區塊。也就是說,隻有競爭的勝利者才能真正參與一輪記賬並向其他節點同步更新賬目信息。
工作量證明
工作量證明是算力競爭的延續,在算力競爭中,如何判定某個節點在一輪記賬中獲勝呢?其依據就是工作量證明。
什麼是工作量證明呢?
工作量證明(proof of work,PoW),簡單理解就是一份證明,用來確認你做過一定量的工作。
我們都知道,監測工作的整個過程通常是極為低效的,而監測結果則要高效得多。例如,要想知道一個學生是否每分每秒都在認真學習很難,但可以用畢業證來驗證他的努力程度。現實生活中的各類證件,都是通過檢驗結果的方式(各類考試)所取得的證明。
工作量證明的原理,跟這個有點相似。
工作量證明係統(或者說協議、函數),是一種應對拒絕服務攻擊和其他服務濫用的對策。它要求發起者進行一定量的運算,也就意味著需要消耗計算機一定的時間。
工作量證明係統主要特征是客戶端需要做一定難度的工作得出一個結果,驗證方卻很容易通過結果來檢查出客戶端是不是做了相應的工作。
不利原理
生物學上有一個原理叫作不利原理(the handicap principle),該原理可以幫助我們解釋工作量證明的過程。這個原理說,當兩隻動物有合作的動機時,為了打消對方的疑慮,它們向對方表達友好時必須附上自己的代價,使得自己背叛對方時不得不付出昂貴的代價。
區塊鏈是一個去中心化的係統,也就是說它沒有第三方監督。在這種情況下,每個節點都會存在潛在的道德問題,達成共識就會變得很困難。工作量證明和生物學中的“不利原理”有點類似,可以理解為:在這個係統中,如果你認真工作,你的賬本被係統認可和接受,係統會對你的貢獻給予一定的獎勵;而如果你的記賬被係統認為是不合格的,將會失去獎勵。
比特幣的共識機製:工作量證明
區塊鏈是靠什麼達成共識的呢?這就是我們要講的區塊鏈共識機製。
區塊鏈的共識機製,最為知名的就是PoW,即工作量證明,這是比特幣係統中運用的共識機製。