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区块链共识算法研究论文(区块链共识算法,你知道几个?)



blcokchain


什么是共识算法呢,简单来说,在一个分布式的网络中,各个节点是独立的,那这其中会有一些诚实的节点,同时可能出现一些恶意的节点;如何保证整个网络,不会被恶意节点破坏。就需要提出一个所有节点都遵守的规则,不管恶意节点如何破坏,都不会破坏整个网络的稳定,这个规则就是共识,常见的算法由一下这么几种:

POW 工作量证明


pow

POW: proof of work 工作量证明,就是需要一份证明,证明你确实是做了一定的工作量;最具有代表性的bitcoin,通过系统给出的hash值,节点不停地计算hash,如果你计算出来的值,跟系统给出的值匹配,那就是说明你肯定是做了一定的工作量,同时为了奖励你做了这么多工作量,就分配一定的代币给你。

POS 权益证明


pos

POS: proof of stake: 权益证明,这个的提出的是由于Pow比较耗费资源,效率较低;简单来说那个节点持有代币比较多,那谁的权利就大,从其中获得的收益就越大(类似谁钱多,谁说了算)。在整个过程中,你持有币的时间叫做币龄,如果你出了一个pos块,那么就会从区块中得到奖励,同时把你的币龄清零,重新开始累积,类似于把钱存到银行产生利息的一种方式。

DPOS 授权权益证明


dpos

DPOS: delegated proof of stake:这种方式是通过一定的算法从普通的节点中,选出一定数量的超级节点,有这些超级节点来维护网络的稳定性,如果超级节点不能及时出块,履行它们的职责,就会被剔除,重新选择一个超级节点,类似于人民代表的角色。

PBFT 实用拜占庭容错


PBFT

PBFT: 该协议优化了原始拜占庭协议效率不高的问题,将算法复杂度降低,使其在实际的系统可行,它是一种状态机副本复制的算法,例如副本的集合个数为R,用角标0到R-1表示每个副本,只要恶意节点的个数F,满足 `3F

Paxos

这个被认为是最完善的算法,但是相对而言也是很复杂,简单理解为首先从普通节点中选出一个代表(可以发表意见,提案等),再由该代表节点,提出提议;其它节点接受到该提议之后,对这个提议做出反馈的意见,如果多数的节点同意接受那么,共识就达成了

Raft 一致性共识算法

这个其实是Paxox的变化版,Raft算法中,一个节点在某一时刻,处在 fowllower,candidate,leader 三种角色当中的一种,节点初始启动时是 follower状态,在一段时间如果没有收到leader节点的心跳,那么就从follower切换到candidate状态,发出选举的通知,如果收到多数的节点的赞成票,那就把自己的状态切换成 leader状态,如果有其它的节点比自己的状态更新,就把自己的状态设置为follower状态。

简单梳理一下常见的共识算法,如果想深入理解,还是需要查看更详细的资料。

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