在区块链领域，人们从未停止过对更优共识机制的探索。
区块链为什么需要共识机制，说到这个问题，网络上广为流传的通俗解释是，想一想拜占庭将军问题：一组拜占庭将军分别各率领一支军队共同围困一座城市。为了简化问题，将各支军队的行动策略限定为进攻或撤离两种。因为部分军队进攻部分军队撤离可能会造成灾难性后果，因此各位将军必须通过投票来达成一致策略。系统的问题在于，将军中可能出现叛徒，他们不仅可能向较为糟糕的策略投票，还可能选择性地发送投票信息。
简单看来，拜占庭将军问题是一个协议问题，只有完全达成一致的努力才能获得胜利。基于这样的问题存在，我们需要达成共识。
目前区块链上的共识机制有很多，主要的有工作量证明、权益证明、股份授权证明三种机制。
工作量证明（Proof of Work，简称PoW）：即比特币的共识形式。
报告：占全球经济98%的130家央行正探索数字货币:6月29日消息，总部位于美国的大西洋理事会智库发布报告称，占全球经济 98% 的 130 个国家和地区央行目前正在探索数字货币，其中近一半正处于进阶开发、试点或启动阶段，除阿根廷以外的所有 G20 国家都已进入进阶阶段。
报告表示，过去六个月各国央行的数字货币探索尤为积极，包括加勒比海地区和尼日利亚在内的 11 个国家已经推出了央行数字货币（CBDC），而中国的数字人民币试点测试现已覆盖 2.6 亿人口，涵盖从电子商务到政府消费补贴的约 200 种支付场景。另外两个大型新兴经济体印度和巴西也计划明年推出数字货币。欧洲央行则有望在 2028 年启动数字欧元试点，其他 20 多个国家也将在今年采取重大举措进行试点。[2023/6/29 22:08:29]
作为比特币的底层技术，区块链解决的一个核心问题是双花问题，即它需要让分布式节点达成一个统一的认可，这需要一定的方式确定哪些节点是合法的存在，哪些是不合法的存在。
《“十四五”公共服务规划》：探索“区块链＋”在公共服务领域的运用:金色财经报道，1月10日，国家发改委等二十一部门印发《“十四五”公共服务规划》提出，推动数字化服务普惠应用，充分运用大数据、云计算、人工智能、物联网、区块链等新技术手段，鼓励支持新技术赋能，为人民群众提供更加智能、更加便捷、更加优质的公共服务。促进“互联网+公共服务”发展，推动线上线下融合互动，支持高水平公共服务机构对接基层、边远和欠发达地区。促进人工智能在公共服务领域推广应用，鼓励支持数字创意、智慧就业、智慧医疗、智慧住房公积金、智慧法律服务、智慧旅游、智慧文化、智慧广电、智能体育、智慧养老等新业态新模式发展。促进公共服务与互联网产业深度融合发展，大力培育跨行业跨领域综合性平台和行业垂直平台。探索“区块链+”在公共服务领域的运用。加快信息无障碍建设，切实解决老年人等特殊群体在运用智能技术方面遇到的突出困难，帮助老年人、残疾人等共享数字生活。（国家发改委网站）[2022/1/10 8:37:37]
中本聪提出了PoW机制，即比特币在区块生成的过程中使用了PoW机制。通过一种易于校验的计算，看网络中哪一个节点率先找到随机数，通过校验，就可以产生区块，广播获得节点认可之后就形成了区块链。
声音 | Jesse Lund：央行现在愿意进行区块链方面的探索:据美通社报道，国际商业机器公司区块链全球副总裁Jesse Lund表示：“现在，央行在管理货币政策方面扮演至关重要的角色，作为全球经济稳定的基础，它们也会继续这样做。我们继续看到区块链取得进展，以及区块链如何在一系列行业的不同例子中得到运用，这些新用例表明，央行现在愿意进行区块链方面的探索。这将帮助创造更深一层的信任和透明度，而且非常有可能开辟一个新的银行时代，为之提供指引的技术将会给银行基础设施带来影响深远的新效率。”[2018/10/25]
简单来说，基于PoW共识机制，通过算力运算，暴力寻找随机数，谁家找到随机数，就认可了这个区块。一般而言，当节点拥有全网n%的算力时，该节点n%的概率找到区块链哈希值。
可以说， PoW的过程是系统外输入，即需要大量的运算，在这个过程中，需要成本的消耗。大量的运算需要更高的算力，从而产生了PoW挖矿的一系列产业生态。从上游的芯片设计公司、芯片生产企业；到中游的整机制造业；再到矿机运送到矿场，选取低廉的电力，连接到矿池，最后拿到区块的奖励。
声音 | 广西政协副主席刘慕仁:广西将充分探索区块链技术和各垂直行业的落地结合:据中新网 9月13日消息，近日，广西自治区政协副主席刘慕仁在第15届中国-东盟国际博览会中表示，广西将加大力度推进大数据、云计算、人工智能、区块链等数字产业发展，在树立底线思维的前提下提前布局，充分探索区块链技术和各垂直行业的落地结合。[2018/9/13]
PoW挖矿是为了追求区块的奖励，从金融层面来看，是追求一个中期的看涨期权。但从套利来讲是一种非确定性套利。因为挖矿的难度和价格的曲线一般不会完全匹配，矿工需要承担价格暴涨暴跌与获利之间的时间差等风险。由此当比特币市场价格低于挖矿成本价时，矿工会选择关机等待，高点卖币从而获得较高的收益等。
从PoW机制的过程来看，其优势明显，是完全的去中心化，允许节点自由进入。但其也存在一些问题。首先是其依赖机器进行运算并获取记账权的过程造成了巨大的资源消耗。每次达成共识需要全网共同参与计算，性能效率较低。此外，全球芯片厂商垄断芯片，廉价电力需求造成挖矿集中在某些国家和地区等。矿工要承担周期性的风险。当其中的开发者和矿工产生分歧时，不利于区块链快速迭代，例如此前的扩容之争，这里不多做表述。但总体来看，这是迄今为止分配最公平并且最安全的共识机制。
声音 | 蚂蚁金服副总裁：区块链等技术服务实体经济价值还有待探索:蚂蚁金服集团副总裁梁世栋在“2018中国金融信息服务发展高峰论坛”上表示，当前我国金融科技主要出现在应用层，底层技术距离发达国家仍有差距，特别是如何充分发挥人工智能、云计算、区块链在服务实体经济、防范风险中的价值，还需要社会各界一起探索。[2018/7/3]
权益证明（Proof of Stake，简称PoS）：由“Quantum Mechanic”2011年在比特币论坛上首先提出，后经Peercoin（点点币）和NXT（未来币）以不同的思路实现。
PoS共识机制要求节点提供拥有一定数量的代币证明来获取竞争区块链记账权的一种分布式共识机制。如果单纯依靠代币余额来决定记账者必然形成更极端的马太效应，所以在持币多少上会加入其它因素的限制，保证一定的公平性。未来以太坊也会从目前的POW机制转换的POS机制。
如果说，PoW中，用户采用1万美元购买矿机并加入网络来挖矿以此产生区块，从而获得奖励。那么在PoS中，用户可以拿同样1万美元购买等价的代币，将代币当做押金放入PoS机制中，这样用户就有机会产生新区快而得到奖励，不过PoS依赖于系统内输出，跟现实世界没有直接关联，这是一个产生新币并分发给投票用户的过程，是通胀性收益方式。
PoS的优点显而易见，它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，从而加快找到随机数的速度。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去挖矿。但PoS同样是不完美的，还是需要进行“挖矿”，本质上没有解决商业应用的痛点，理论上还存在其他攻击的影响（例如以太坊的DAO攻击事件，造成以太坊硬分叉，ETC出现证明硬分叉的失败）。
反映到用户参与度上，PoS实际上对小额持币人并不友好。类比传统金融中，大金融机构收益较高。PoS的收益和币龄和持币数量有关，所以对小额的持币者不友好，普通投资人很难有效参与到PoS的生态。PoW是通过矿机，通过物理来产生收益，而PoS通过数字资产的投票。投票过程中，势必会触碰到核心资产的安全，所以资产安全门槛高。抵押代币，即持币人锁仓的过程总，时间较长，持币人要承担较高的机会成本。
不过，因为PoS还处于早期，其通胀性收益仍存在较好的套利机会。此外，随着市场上一系列相应的金融衍生方式的出现，用户或许可以通过获得较为安全专业的服务，增加更多的确定性收益。
市场上有很多声音指出，2019年或许是PoS挖矿的元年，正是看中了其存在的早期参与并获利的优势。可以说，PoW发展了10年时间已达到百亿美金的市值，而PoS刚刚起步，目前全球已有80多条公链支持PoS，预计会成为一个独角兽。
股份授权证明（DPoS机制）：它与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。
DPoS机制类似于董事会投票，持币人透出一定数量的节点，进行代理验证和记账。DPoS机制投票模式可以每30秒产生一个区块，并且在正常网络条件下，区块链分叉的可能性及其小，即使发生也可以较快的得到解决。过程简化为：成为网络代表；授权投票；保持忠诚；抵抗攻击。
DPoS让同步确认的节点越来越少，其速度也会越来越快，EOS只有21个节点，某些DPOS公链只有19个节点。在DPOS的基础上，公链项目开始打开了更多的思路，因为DPOS已经开始了弱中心化的趋势。但该共识机制仍然不能完美解决区块链在商业中的应用问题，因为该共识机制无法摆脱对于代币的依赖，而在很多商业应用中并不需要代币的存在。
从PoW、PoS到DPoS，人们的探索并未停止。诸如投注共识（以太坊下一代共识机制Casper引入的全新概念，属于PoS）、瑞波共识机制（初始节点列表像一个俱乐部，新成员的接纳需要俱乐部中51%会员投票通过）、Pool验证池、实用拜占庭容错、授权拜占庭容错、帕克索斯算法等。
时至今日，没有一种共识机制是完美无缺的，这意味着没有一种共识机制是适合所有的应用场景的。也许在未来——生命会自己找到出路。
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