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区块链内的分布式系统如何达成一致

来源: 区块网社区 作者:考拉
回想一下你上次问你的朋友:“我们应该在哪里吃午饭?”这个问题虽然很简单,但这个问题会影响到团队中每个人的决定。你们每个人都会对这个问题进行......
回想一下你上次问你的朋友:“我们应该在哪里吃午饭?”这个问题虽然很简单,但这个问题会影响到团队中每个人的决定。你们每个人都会对这个问题进行投票,最后达成共识。
想象一下,每当发布一个新交易时,区块链必须要问这样一个问题:这个交易有效吗?如果有效,它应该记录在分布式网络上吗?这个问题涉及许多复杂和高风险的变量:许多用户、巨额资金和拥有多个帐户的客户,这些帐户可能会使“一个用户一票”的方案变得毫无用处。

在本文中,我们将研究区块链所采用的方法,这些方法允许所有各方就交易账簿达成一致,以及这些协议如何允许区块链内的分布式系统达成一致。

共识系统

协商共识制度的两种重要类型是基于投票的协商共识制度和中本聪协商共识制度。

基于投票的共识机制更古老,研究也更多。最经典的基于投票的协商共识机制之一是Paxos机制。Paxos是希腊附近的一个岛屿,议会由提议者、接受者和学习者组成。提案人与人民交谈,然后向接受者提出法律建议。接受人是对法律进行投票的立法者,但通常是异步缺席的。正因为如此,提案人会提出一项法律,而每当承兑人刚好在城里时,承兑人就会审查这项提案,投票赞成或反对这项法律。如果提案最终获得足够的票数 (多数票),那么该法案将获得通过,学习者将向公众宣传新法案。这种异步投票技术被计算机程序采用。

基于投票的共识机制的问题是,它们不能与区块链分布式账簿一起工作,因为区块链上的任何用户都可以创建多个帐户,从而使一个用户一票的方案变得毫无用处。这就是中本聪共识机制发挥作用的地方。中本聪共识系统将投票与用户身份以外的量化因素联系在一起。中本聪共识的两个最著名的体系是工作量证明和权益证明。

工作量证明

工作量证明是目前区块链标准的共识系统,并被用于比特币。该系统将投票与计算能力(即一票一cpu)联系起来。该系统假设至少有51%的区块链网络的投票权将诚实投票。工作证明随机选择一个用户对下一组交易(更正式地称为块)进行投票。用户#1比用户#2拥有更多投票优势的唯一方式是,用户#1拥有更多的计算能力。统计上的工作量证明通过将每个用户的投票与他们使用的计算能力捆绑在一起,可以确保投票在一定程度上均匀地分配给所有区块链用户。有了这种公平的投票分配,区块链就可以在分布式分类账上记录哪些交易达成了共识。

权益证明

权益证明是未来区块链标准的共识系统,并被以太坊使用。这个系统将投票与经济利益挂钩,也就是你拥有多少以太坊权益。因此,投票权与你拥有多少特定货币成正比。这个系统不仅假设网络中有51%的投票权会诚实地投票,而且还会鼓励在加密货币中拥有更多经济利益的人投对系统进行有利的票。在这个系统中,用户被随机选择在一个区块进行投票。用户#1比用户#2拥有更多投票优势的唯一方式是,用户#1拥有更多的计算能力。统计上的工作证明通过将每个用户的投票与他们使用的计算能力捆绑在一起,可以确保投票在一定程度上均匀地分配给所有区块链用户。有了这种公平的投票分配,区块链就可以在分布式分类账上记录哪些交易达成共识。

股份的证明

股权证明是未来的区块链标准的共识系统,并被Ethereum使用。这个系统将投票与经济利益挂钩,也就是你拥有多少以太坊。因此,投票权与你拥有多少特定货币成正比。这个系统不仅假设网络中有51%的投票权会诚实地投票,而且还会鼓励在加密货币中拥有更多经济利益的人投对系统有利的票。在这个系统中,用户被随机选择在一个区块进行投票。用户#1比用户#2拥有更多投票影响力的唯一方式是,用户#1拥有更大的经济利益。通过将用户的投票杠杆与他们所拥有的经济股份比例捆绑,统计上的证据可以保证投票将在一定程度上均匀地分配给所有区块链用户。有了这种公平的投票分配,区块链就可以在分布式分类账上记录哪些交易达成共识。

结论

区块链用户必须达成一致意见才能将新的交易组(或块)添加到记录中。

最常见的两种共识体系是基于投票的机制和中本聪共识机制。

以投票为基础的制度将一票与一人相连。

中本聪共识机制将投票与用户身份以外的量化因素联系在一起。

工作量证明将用户的投票与他们的计算能力联系起来。

权益证明将用户的投票与他们持有的经济股份成比例。
关键词: 区块链  分布式系统  
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