區塊鏈:拜占庭將軍的問題——共識機制_區塊鏈技術發展現狀和趨勢

偉大的人物常常擁有歷史聯想力——丘吉爾

在很久很久以前，拜占庭帝國準備攻占一座敵方城堡，派出A、B兩位將軍分別帶隊駐扎在敵方城堡兩翼，伺機而動。由于敵方城堡易守難攻，只有兩位將軍同時發動進攻才有可能取得成功。

因為兩位將軍在不同的位置，要統一計劃只能通過傳令兵互通消息。于是，為了能統一時間發起進攻，A將軍派出傳令兵向B將軍告知進攻時間。但是，這中間會存在以下問題：

1，傳令兵當了叛徒，傳達虛假進攻時間。

2，傳令兵中途被敵方所殺，消息沒有傳遞到位。

這就是拜占庭將軍的問題。

Web3移動游戲發行商Hexacore完成350萬美元融資:7月18日消息，Web3移動游戲發行商Hexacore完成350萬美元融資，Scalo Technologies領投，Xsolla、Estoty參投。

Hexacore之前主要發行游戲包括Sushi Roll、Blend It 3D和Merge Animals。[2023/7/18 11:02:44]

為了解決這個問題，A將軍想出一個辦法：同時派出10名傳令兵，這中間就算有叛徒或者中途被截殺的，只要不超過三分之一，B將軍就可以根據剩下三分之二的消息得出最后的判斷，這樣兩位將軍就達成共識，有效的解決了統一作戰計劃的問題。

這就是所謂的拜占庭容錯——簡單說，就好比一個正在工作的系統，縱使出現一些小的問題，但不影響其正常運行。

LMAX Digital與Zodia Custody將為CoinShares提供交易基礎設施服務:5月17日消息，加密貨幣交易所 LMAX Digital 和渣打銀行支持的托管機構 Zodia Custody 將為數字資產管理公司 CoinShares 提供機構級交易基礎設施和托管服務。CoinShares 將允許客戶將他們的資產保留在其平臺上，同時他們的資產被鏡像并可在交易所進行交易。[2023/5/17 15:08:53]

而以上拜占庭將軍遇到的問題，對應到區塊鏈系統中，實際上是指分布式系統多個節點中，如果部分節點失效或者存在惡意行為，那么，如何才能保證其他節點仍然能夠保持一致性？在區塊鏈中，技術人員研究出了多種共識機制以解決這個問題，常用的的共識機制有工作量證明、股權權益證明（POS)、委托權益人證明（DPOS)以及實用拜占庭容錯（PBFT)等等。

ADA交易量降至一月份以來的最低水平:金色財經報道，根據Messari鏈上追蹤器的數據，Cardano正面臨網絡活動的嚴重下降，因為其交易量降至2022年1月以來的最高水平。[2022/10/24 16:37:22]

一，工作量證明：

POW共識機制的基本原則是，必須通過一定的工作量才能獲得投票權和記賬權力，從而達到全網共識。也就是說你必須完成一定的工作量，你才有話語權。比如說在比特幣挖礦中，你想獲得記賬權，就必須貢獻自己的計算機算力，這樣就有效的防止一些人注冊多個僵尸賬號影響投票結果，因為僵尸賬號沒有實際設備支持，是不可能獲得投票權力的。

所以，在POW共識機制中,：1，記賬前你必須完成一定的工作量；2，一份工作量一票原則，投票權平均分配；3，記賬結果要經過大家檢查，如果正確，會得到獎勵，如果不正確，那工作就白費了。在這樣的規則下，誠實的人會獲得獎勵，不誠實的人白白浪費工作量，因此，大部分人都會守規矩。

國際資金清算系統SWIFT與Chainlink Labs合作開發跨鏈互操作協議:9月29日消息，Chainlink聯合創始人Sergey Nazarov周三在紐約市舉行的SmartCon 2022會議上宣布，國際資金清算系統SWIFT已與Chainlink Labs就跨鏈互操作協議(CCIP)建立了合作關系，SWIFT是允許跨境支付的銀行間消息傳遞系統，CCIP將使SWIFT消息能夠指示鏈上代幣轉移，幫助銀行間網絡能夠在所有區塊鏈環境中進行通信。

SWIFT戰略總監Jonathan Ehrenfeld Solé表示，傳統金融 (TradFi) 參與者希望在一個可以連接不同類型資產類別的網絡上訪問各種數字資產和傳統資產，Chainlink和SWIFT在跨鏈互操作性方面的合作將有助于彌合TradFi機構的傳統資產和數字資產之間的差距。[2022/9/29 22:39:30]

POW是數字貨幣最早使用的共識機制，在這種機制下，每個人都可以參與進來，大家處于一種絕對公共的競爭協作狀態，達到一個完美的去中心化效果。所以非常適合公有鏈的運行，并且它的安全性是經過時間驗證的，。

美國共和黨參議員圖米：國會應該介入，為加密貨幣提供指導:9月15日消息，美國共和黨參議員圖米稱：國會應該介入，為加密貨幣提供指導。[2022/9/15 6:59:32]

當然，它也存在諸多缺點：

1，耗費資源：POW挖礦需要耗費大量無用的計算，比如比特幣挖礦，需要耗費巨大的電力資源，而計算結果本身并無實用價值。

2，效率低：POW機制達成共識效率低，交易確認時間長，可延展性差。

3，算力壟斷風險：如比特幣挖礦本質是算力的競爭，而礦池的發展就出現記賬權壟斷的問題，也就是說超過51%算力，那將導致破壞去中心化的風險。

該機制應用于BTC，以太坊前三階段等

二，股權權益證明：

為了解決POW浪費大量算力去做無意義計算的缺點，技術人人員發明了POS共識機制。與POW相比，POS更加節能，它要求挖礦者擁有股份，也就是必須持有一定的代幣，相當于挖礦抵押物，以保證礦工的利益和區塊鏈的利益聯系在一起，這樣，礦工就不會去破壞區塊鏈的運行，因為那樣的話就是破壞自己的利益。而且，在POS機制中，是根據挖礦者持有的股份多少來調整挖礦的難度。換句話說，持有的代幣越多，挖礦越容易，得到的獎勵就越多，反之，挖礦就越難，得到的獎勵就越少。

所以，POS顯而易見的優點是資源消耗小。但總的來說，其實現較為復雜。中間步驟較多，容易產生安全漏洞，并且還是需要挖礦，而相比POW，安全性還需要進一步驗證。

該機制應用于點點幣、QTUM等。

三，DPOS委托權益人共識機制，其實是POS的一個變種，在DPOS中，并非所有持幣者都有記賬權，而是所有持幣者選出一部分代表，這些代表才具有記賬權。這樣極大地提高效率。但是，由于其記賬權為少數代表所控制，本質上已經淪為一種半中心化系統。

該機制應用于BTS，EOS等。

說到這里，大家是不是發現點什么？POW人人平等，多勞多得。是不是有點像咱們的社會主義？而POS是誰資本比較厚實，誰就獲得更多，這會導致富的人越來越富，窮的人越來越窮，是不是有點像資本主義？怎么感覺這兩種共識機制更像是兩種社會制度的演變呢！哈哈

四，PBFT實用拜占庭容錯共識機制，簡單說，就是一種少數服從多數的機制，只要所有節點中，失效節點不超過三分之一，網絡總能達成正確共識。它的優點就是記賬速度快，且在進行過程中不用發行代幣的激勵機制，缺點就是其任然是半中心化的系統，且節點數量不能太多，否則將會嚴重影響效率。所以PBFT一般用在企業集團內部等私有鏈或聯盟鏈中。

POW和POS是目前主流幣中應用最廣泛的共識算法。當然，除了POW以及POS、DPOS、PBFT等的變種算法之外，市場上還有其他一些共識算法，比如Paxos算法、Raft算法，以太坊第四階段Casper共識技術，DAG技術有向無還圖等。其實這一切技術的創新都在不停地嘗試解決區塊鏈所謂的“不可能三角”，即性能、安全和去中心化不可能同時得到極致的滿足。

比如，POW在安全和去中心化上比較突出，但性能效率方面就顯得比較遲緩，根本無法達到商用的可能。而DPOS在性能上比較突出，但是是在犧牲去中心化的前提之下實現的。所以，能均衡滿足“不可能三角”原則的共識機制目前還在研究中。

在這過程中，業界除了探究新的共識機制。也有通過原有的機制疊加均衡：POW+POS雙層共識，或在原有機制上的創新，比如分片技術、側鏈技術、狀態通道等，都是朝著高性能、安全和去中心化兼顧的方向去發展的。在眾多設想和探索中，那一項或多項技術能實現區塊鏈的偉大愿景呢？一起期待。

隨著區塊鏈領域的不斷深挖和探索，加上現在科學技術的突飛猛進，筆者相信，區塊鏈的商用正一步步的靠近我們大眾的生活，近在眼前。

而對于區塊鏈技術來說，其本質不僅僅是傳統技術上的革新，更加重要的是它將重構一種新的協作模式，帶給大家一個新的理念，讓大家意識到，世界原來還可以這樣運行。

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