• Proof-of-Work(PoW)

工作原理:很难找到解决方案,但很容易检测结果的正确性。
使用范围:公有链
使用案例:比特币、以太坊、莱特币。

要添加一个新块,参与者必须证明TA已经完成了多少量的工作。更准确地来说,要证明TA解决了一个非常困难的任务,即找到了符合特定规则的哈希值。第一个找到正确哈希值的人即可获得在链上添加新块的机会。
因此,参与PoW意味需要大量的计算资源成本,如电费、CPU等。尽管点对点的可扩展性不错,但PoW处理交易的效率很低。它的另一个问题是,参与者的动机通常是为了致富而不是为了维护“正义”。随着时间的推移,降低挖矿费用和佣金,会极大地影响网络安全。
PoW的优势在于,能确保两个互不信任的参与者在一个网络中工作。任何人都可以加入网络,而不需要任何许。尽管点对点的可伸缩性很高,但是事务处理率仍然很低。

  • Proof-of-Stake (PoS)

工作原理:网络信任验证者,验证者抵押自己的资源作为创建块的能力保障。抵押的资源越大,网络允许这个验证者创建块的概率就越高。
使用范围:公共/私有区块链。
使用案例:Cosmos、Tezos、Ethereum也正准备从PoW转向PoS。

PoS的技术特点是没有复杂和不必要的计算。网络参与者不与其他人竞争,而是抵押他们的资源,如在以太坊区块链中的抵押以太币,并等待他们被选中来创建一个新的块。
参与者对网络安全很看重,因为他们自己手里持有网络中的TOKEN。系统根据参与者所拥有的 “股权”来选择验证者,如参与者拥有5%的股份,那么将验证网络中5%的交易。PoS的想法是验证者持有的“股份”比例越高,TA操纵验证程序的兴趣就越低。
与PoW算法一样,PoS中交易的完成是概率性的。尽管与PoW相比,PoS的交易速度相对较快,但它仍然需要TOKEN。有人指出,拥有大量股份的验证者将会有更大概率被选中,因此会导致“富者更富”。

  • Delegated-Proof-of-Stake (DPoS)

工作原理:参与者将新块的生产委托给一小群被选出来的、数量固定的验证者。竞争激烈,但回报丰厚。
使用范围:公共/私有区块链。
使用案例:Eos、Bitshares

DPoS通过减少验证者的数量来提高交易速度以及创建块的速度。验证者是TOKEN持有者通过投票选出来的,新块由验证者而不是TOKEN持有者创建。每票的权重由投票人的资产总和决定。投票人可以在任何时候投票给验证者。这决定了网络的高度灵活性,如果大多数验证者失败或出现问题,那么社区将立即投票选出新的验证人来替代他们。
每个新块的产生需要1-2秒的时间。与PoS相比,DPoS更快更公平,因为被委托的验证人将会与为他们投票的人共享获得的奖励。

  • Proof-of-Activity (PoA)

工作原理:PoW和PoS的混合。
使用范围:公共区块链。
使用案例:Decred。

活动证明(PoA)结合了PoW和PoS协议,这意味着参与者可以挖矿或抵押权益来验证区块。因此,PoA协议在矿工和普通网络成员之间提供了平衡。

  • Proof-of-LocaTIon (PoL)

工作原理:信标用于查看处于同步状态的节点,然后用临时标记来标记其存在。
使用范围:公共区块链。
使用案例:FOAM、PlaTIn。

位置证明(PoL)允许用户保护特定的GPS位置,从而在网络上进行身份验证。这个区块链协议依赖于BFT信标,它在区块链中记录地理位置和时间标记,从而防止系统中断和欺诈。

  • Proof-of-Importance (PoI)

工作原理:和PoS类似,但是有影响排名的附加条件。
使用范围:公共区块链。
使用案例:NEM。

算法和PoS类似,但包含三个部分:账户内的TOKEN数量;账户活跃度;帐户持有人在网络上花费的时间。
第一个参数在验证交易的评级中起着至关重要的作用;第二个和第三个参数只是帮助建立账户的“价值”。TOKEN的数量越小,其他参数的影响越大。
因此,一个拥有数十万TOKEN的账户,由于其活跃性和上网时间,可以将重要性系数提高近3倍。反之,拥有数亿TOKEN的人,如果不够活跃以及上网时长不够,其重要性将降低。

  • Proof-of-Elapsed-TIme (PoET)

工作原理:块是在相同的时间里以及受信任的环境中创建的。
使用范围:私有/联盟区块链。
使用案例:Intel。

英特尔开发了自己的区块链协议,IntelLedger。
该系统类似于工作证明,但使用的电力较少。该算法不是参与者解决密码难题,而是在受信任的执行环境环境中工作,如Intel Software Guard Extensions(SGX)。PoET协议保证这些块是随机生成的,不受其它因素干扰。

  • Proof-of-Authority (PoA)

工作原理:用于银行和保险公司的半中心化区块链协议。
使用范围:联盟/私有区块链。
使用案例:Kovan、Rinkeby、Giveth、Tomochain、Rublix、Swarm City、Colony、Go-Chain。

与PoS和DPoS类似,在POA中,验证人节点保护区块链并生成新的区块。区块链上的新块只有在验证器达到最大值时才会创建。区块链上的新块,只有当验证人节点达到最大值时才会被创建。
通过预先选定验证人,Proof of Authority并没有那么去中心化。因此,这种共识协议更适合私有或者联盟区块链,如银行和保险公司。所有验证人的身份都是公开的,可由任何第三方进行验证。因此,验证人的行为是为了使网络利益最大化

  • Proof of Capacity (PoC) or Proof of Space (PoS)

工作原理:矿工可执行的工作量取决于其磁盘可用空间量。
使用范围:公共区块链。
使用案例:Burstcoin、Bitcoin Ore。

PoC类似PoW,但两者有个显著区别,在PoC中,不需要做大量的工作来验证每个区块,这些工作在”PlotTIng”(绘图)的过程中提前完成了,此过程的结果用于后面验证每个块。Plotting是生成称为“plotting file”的特殊文件的过程,该文件存储大量预先计算好的哈希值。最短的解决方案被授予挖掘下一个块的权限。PoC具有高效、成本低和分布式的优点。

Proof-of-Concept (PoC)

PoC可用于任何领域,括投票追踪、记录存储、法律文件等。PoC可以是没有任何支持代码的原型,也可以是具有基本功能集的最小可行产品(MVP)。PoC是组织内部用来更好地理解特定项目的模型。

共识协议是区块链不可分割的一部分。它们有助于实现公正,也能避免当一个或部分参与者节点失败时,系统出现故障。其次,也有助于互不信任的参与者在去中心化的环境中达成“共识”。

上文只简单介绍了部分共识协议,还有很多协议未囊括其中,如Practical Byzantine Fault Tolerance(PBFT)、Proof-of-Brain (PoB)、Proof-of-Physical-Address (PoPA)、Proof-of-Bank-Account (PoBA)等

分类: 区块链

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