JH__区块链_共识机制总结
区块链共识机制研究综述
二、区块链共识机制研究现状
二、区块链共识机制研究现状
目前，针对不同的区块链应用场景，已出现了多种共识机制。各种共识机制 在达成共识的效率、安全性和去中心化程度等方面各有优劣。
1、比特币与以太坊的共识机制
1、比特币与以太坊的共识机制
比特币网络采用PoW共识机制，具有较高的安全性，但效率较低，且计算量大， 节点需要大量算力来争夺记账权。以太坊则采用PoS共识机制，通过抵押权益参 与共识，节省了计算资源，提高了效率，但可能会导致富者更富。
侧链技术通过将主链上的资产转移到侧链上进行处理，以提高交易效率和隐 私保护。跨链技术则是解决不同区块链网络之间的互操作性问题，实现不同区块 链之间的资产流通和应用场景拓展。侧链和跨链技术中的共识机制多采用公证人 机制或特殊协议，以保证不同链之间的资产安全和流动性。
三法
内容摘要
区块链技术，作为一种分布式数据库，通过其独特的去中心化、不可篡改的 特性，已经逐渐在各个领域展现出巨大的潜力。然而，区块链的核心运作机制— —共识协议，对于许多人来说可能还比较陌生。本次演示将就常见的区块链共识 协议进行综述，以期帮助读者更好地理解区块链的工作原理。
一、共识协议的基本概念
2、公证人机制
2、公证人机制
公证人机制是一种集中式共识机制，通过选举一定数量的公证人负责验证和 记录交易信息，以达到共识。典型的公证人机制包括Ripple和Stellar。
3、投票机制
3、投票机制
投票机制是一种去中心化的共识机制，节点可以通过投票来选择哪个交易被 打包进区块链。典型的投票机制包括比特币的闪电网络和Ethereum的Casper协议。
2、分片技术下的共识机制
2、分片技术下的共识机制
分片技术是将区块链网络中的节点按照一定的规则划分成不同的分片，每个 分片负责处理一部分交易，并与其他分片共同维护整个区块链网络。分片技术下 的共识机制主要采用PoS或类似协议，以提高效率和降低能耗。
区块链_共识机制总结
01 点击添加主要标题内容 点击添加文字内容点击添加文字内容
点击添加文字标题内容
DIANJITIANJIAWENZIBIAOTINEIRON
点击添加文字标题内容
DIANJITIANJIAWENZIBIAOTINEIRON
点击添加 主要内容
点击添加 主要内容
点击添加 主要内容
点击添加 主要内容
点击添加 主要内容
单击添加标题一
请替换文字内容，修改文字内容，也可以直接复 制你的内容到此。
单击添加标题二
请替换文字内容，修改文字内容，也可以直接复 制你的内容到此。
单击添加标题三
请替换文字内容，修改文字内容，也可以直接复 制你的内容到此。
点击添加文字标题内容
DIANJITIANJIAWENZIBIAOTINEIRON
03 点击添加文字标题内容
点击添加文字标题内容点击添加文字内容
04 点击添加文字标题内容
点击添加文字标题内容点击添加文字内容
点击添加文字标题内容
DIANJITIANJIAWENZIBIAOTINEIRON
添加主题
文字描述，总结概 括，内容大纲。
添加主题
右键点击图片选择设置图片格式可直接替换图片 ，在此录入上述图表的综合描述说明，在此录入 上述图表的综合分析说明，在此录入上述图表的 综合分析说明，在此录入上述图表的综合分析说 明。
点击添加文字内容点击添加文字内容点击添加文字内容点击添加文字内容点击添加文字内容点击添加文字内容点击 添加文字内容点击添加文字内容点击添加文字内容点击添加文字内容点击添加文字内容点击添加文字内容
点击添加文字标题内容
DIANJITIANJIAWENZIBIAOTINEIRON
区块链的共识机制
区块链的共识机制区块链的共识机制随着互联网技术的高速发展，国际社会对于信息传输效率和信息安全性的要求日益提高。
而区块链的出现，则是近年来互联网技术创新中最具有代表性的应用之一。
其最初的应用是比特币的数字货币系统，以其去中心化的特点，保障了数字货币的交易安全和信息无法篡改的特性。
其后，区块链技术广泛应用于金融、政务、供应链等领域，由于区块链的透明性、不可篡改性、快速成熟的生态系统等特点，越来越受到广大人民群众和各行各业的青睐。
作为区块链最核心的技术之一，其共识机制对于区块链技术的应用至关重要。
一、背景1.1区块链的特点数学和密码学技术使得以去中心化方式支持可信任交易账本的区块链技术成为了金融、供应链、网络安全等众多领域的热门话题。
目前区块链技术被广泛应用于各个领域，如虚拟货币通信、金融结算、公认证、溯源追踪、产业协同、数字身份验证、社交媒体、物联网、物品共享、智能城市等方面。
区块链的主要特点可以概括为以下五点：1）去中心化区块链技术最核心的特点就是去中心化。
传统的中心化系统往往存在监管失败、黑客攻击等问题，也存在单点故障和别人控制风险。
相比之下，区块链技术可以通过去中心化的方式来解决这些问题。
去中心化的区块链系统不仅允许更好的安全和保密性，还能消除不必要的第三方和更快的交易速度。
2）智能合约智能合约是区块链技术的另一个关键特性。
智能合约是一个创新的方法，用于对数据、数字权利和资产进行智能计算、监测和管理。
在智能合约系统下，两方可以在不需要第三方的情况下进行交易，同时智能合约还可以自动执行合同中的条款，避免了合同纠纷的问题。
3）可编程区块链技术是可编程的，开发者可以通过编写智能合约的方式来实现特定的功能和应用，增加系统的可拓展性、适用性等。
4）匿名性在区块链系统下，个人身份信息是匿名的。
区块链通过公共的，可验证的全局状态记录来执行操作，即执行多个潜在的验证者在节点上运行的同等程度的技术，并将其以安全和保护隐私的方式整合进系统。
区块链中的共识机制
区块链中的共识机制区块链共识机制是保障区块链系统去中心化、不可篡改的关键技术之一。
它是指在分布式网络中，各节点同意一定的规则，达成一致的过程。
在这个过程中，各个节点会在互相之间交换信息，通过算法来一致地确认交易的真实性和有效性。
目前，区块链系统中较为常用的共识机制包括工作量证明（Proof of Work，PoW）、权益证明（Proof of Stake，PoS）、权益证明加权投票（Delegated Proof of Stake，DPoS）等。
下面重点介绍三种共识机制：1.工作量证明工作量证明是比特币和许多其他区块链系统中使用的共识机制，其核心思想是通过矿工解决复杂的算法难题来确认交易的真实性。
矿工需要参与计算一定数量的哈希值（Hash），并提交给网络验证。
网络会根据难度系数定期调整产生哈希值难度，保持出块时间稳定在大约10分钟左右。
PoW共识机制的优点在于它具有极高的安全性，攻击者需要耗费大量的计算能力来攻击网络。
但缺点在于其高度耗能，因为矿工需要消耗大量电力和算力来产生哈希值。
2.权益证明权益证明是以太坊和其他一些区块链系统采用的共识机制。
它基于持有货币数量（或其他数字资产）的权益来确认交易的真实性和有效性。
节点通过质押部分数字资产，获得记账权，并获得一定数量的收益。
在这个过程中，网络会根据每个节点的质押数来决定其出块的概率。
PoS共识机制的优点在于其良好的扩展性和低耗能性。
与PoW相比，PoS消耗的电力更少，比特币的挖矿难度增加时，出块的时间会加长，容易引发交易拥堵。
而PoS则不容易出现这种情况。
但缺点在于权益证明机制带来了质押的风险，因为攻击者可以通过大量购入数字资产来掌控网络，进而对网络进行操纵。
3.权益证明加权投票权益证明加权投票（DPoS）是由EOS和其他一些区块链系统采用的共识机制，它是PoS 的变种形式。
DPoS共识机制通过对节点进行选举，选择一部分节点参与记账。
这些记账节点有权利处理交易，并获得一定数量的收益。
区块链的所有知识点总结
区块链的所有知识点总结一、区块链的基本概念1. 区块链的定义区块链是一种通过密码学技术和分布式数据库技术实现的去中心化、公开透明、不可篡改的分布式账本。
它通过将交易信息按照时间顺序链接在一起，构成一个不断增长的“区块链”，从而实现信息的不可篡改性和数据的安全性。
2. 区块链的特点区块链具有去中心化、不可篡改、安全性高、透明性强等特点，可以有效地解决传统金融体系中存在的信任问题、安全问题和高昂的交易成本问题，为社会带来了巨大的变革和创新。
3. 区块链的分类区块链可以根据其结构和功能的不同分为公有链、私有链和联盟链。
其中，公有链是指任何人都可以参与其中的区块链，私有链是由特定的组织或个人控制的区块链，而联盟链则是由多个组织共同管理的区块链。
二、区块链的基本原理1. 区块链的数据结构区块链本质上是一个由区块组成的链式数据结构，每个区块包含着一定时间内的交易信息，以及该区块的哈希值和指向上一个区块的指针，从而保证了区块链的不可篡改性和安全性。
2. 区块链的共识机制区块链网络中的节点需要通过共识机制来达成共识，确保所有节点对网络中的交易信息达成一致。
常见的共识机制包括工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）、权益份额证明（DPoS）等。
3. 区块链的加密技术区块链网络通过加密技术来保护数据的安全性，包括对交易数据、用户身份信息和网络通信进行加密处理，保证数据的机密性和完整性。
4. 区块链的智能合约智能合约是一种基于区块链技术的自动执行合约的代码，它可以在不需要第三方介入的情况下执行合约条款，并且无法被篡改或阻止执行。
三、区块链的应用领域1. 金融行业区块链技术可以用于支付结算、资产交易、借贷融资、风险控制等方面，可以有效地降低金融交易的成本，并且提高交易效率和安全性。
2. 物联网行业区块链技术可以通过智能合约和数据共享，实现物联网设备之间的安全连接和自动化交易，提高物联网设备的安全性和可信度。
3. 版权保护区块链技术可以通过不可篡改的特性，确保数字版权的合法性和保护权益。
区块链的四个共识机制
区块链的四个共识机制这是一篇关于区块链共识机制的文章。
在此之前，我们先简要了解一下什么是区块链。
区块链是一种分布式账本技术，它将数据以块的形式串联起来，形成一个不可篡改的链。
这个技术的一个重要特征就是共识机制，它确保了所有参与者的数据一致性和安全性。
在区块链系统中，共识机制起到了至关重要的作用，它解决了分布式网络中的信任问题，使得不同实体可以达成一致的数据状态。
目前，区块链有多种共识机制，其中比较常见的有工作量证明（Proof of Work）、权益证明（Proof of Stake）、权益共享证明（Proof of Stake-Delegated）和权益共享及承诺证明（Proof of Stake-Delegated and Commitment）这四种机制。
1. 工作量证明（Proof of Work）工作量证明是比特币使用的共识机制，该机制通过参与者进行算力竞争来解决共识问题。
具体而言，参与者需要通过解决一个复杂的数学难题来获得记账权。
解决问题的过程需要大量的计算资源和电力消耗，这就要求攻击者必须拥有全网大多数的计算能力才能篡改数据，因此保证了网络的安全性。
然而，工作量证明机制存在着高能耗、低效率等问题。
2. 权益证明（Proof of Stake）权益证明是另一种常见的共识机制，它与工作量证明相比，更加注重持有代币的数量而不是计算能力。
在权益证明机制中，记账权取决于参与者所拥有的代币数量，即拥有更多代币的参与者具有较高的概率获得记账权。
这种机制减少了能源消耗，提高了交易的速度和效率。
然而，权益证明机制也存在着寡头垄断的问题，即拥有更多代币的参与者更容易形成参与者集团，从而威胁到网络的安全性。
3. 权益共享证明（Proof of Stake-Delegated）权益共享证明是权益证明机制的升级版，它引入了共享证明的概念。
在这种机制中，代币持有者可以将自己的记账权委托给其他人，从而形成共享共识。
区块链的共识机制详解
区块链的共识机制详解区块链是一种分布式账本技术，它的核心在于共识机制。
共识机制是指在分布式网络中，各个节点之间通过一定的算法达成一致，保证账本的一致性和安全性。
本文将详细解析区块链的共识机制，包括工作量证明（Proof of Work）、权益证明（Proof of Stake）和权威证明（Proof of Authority）。
一、工作量证明（Proof of Work）工作量证明是比特币最早采用的共识机制，也是目前最为广泛使用的共识机制之一。
在工作量证明机制中，节点需要通过解决一定难度的数学问题来获得记账权。
这个数学问题通常是一个哈希函数的反向计算，需要不断尝试不同的输入，直到找到符合要求的输出。
工作量证明机制的优点在于安全性较高，攻击成本较高，同时也能够保证去中心化的特性。
然而，工作量证明机制也存在一些问题。
首先，它需要大量的计算资源和能源消耗，造成了资源浪费。
其次，随着计算能力的提升，算力竞争加剧，导致少数矿工垄断了大部分的记账权。
二、权益证明（Proof of Stake）权益证明是一种相对较新的共识机制，它通过节点持有的货币数量来决定记账权。
在权益证明机制中，节点需要将一定数量的货币锁定在网络中，以展示自己对网络的贡献和利益。
记账权将根据节点持有的货币数量进行分配，持有更多货币的节点拥有更高的记账权。
权益证明机制相比于工作量证明机制，具有更低的能源消耗和更高的效率。
它能够有效地解决算力垄断的问题，使得网络更加去中心化。
然而，权益证明机制也存在一些问题。
首先，它可能导致富者恒富的现象，因为持有更多货币的节点获得更多的记账权，进而获取更多的奖励。
其次，权益证明机制对于初始分配货币的公正性要求较高。
三、权威证明（Proof of Authority）权威证明是一种较为特殊的共识机制，它不需要节点进行具体的计算或持有一定数量的货币，而是通过信任的方式来决定记账权。
在权威证明机制中，网络中的权威节点由特定的机构或个人控制，这些节点拥有记账的权力和责任。
JH区块链共识机制总结PPT课件
使PoW的项目：
• 比特币 • 以太坊前三个阶段：即Frontier（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会）。第四个阶段，即Serenity（宁
静），将采用PoS机制。
THANK YOU
SUCCESS
2019/8/19
第一部分工作量证明
PoW：
• 依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同
参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。
• 优点：完全去中心化，节点自由进出； • 缺点：目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身
• 有关PoS的资料： • Proof of Stake - 股权证明 系列1 （/posts/222） • Proof of Stake - 股权证明 系列2 （/posts/227） • 这两篇文章都是以太坊爱好者网站翻译的文章，里面简要介绍的PoS，没有介绍技术细节。
第一部分股份授权证明
DPoS：
• BitShares社区首先提出了DPoS机制9。
• 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。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相
似10。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账11。
• DPoS的工作原理为12：去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方
第一部分权益证明
PoS：
• Proof of Stake由Quantum Mechanic 2011年在bitcointalk首先提出，后经Peercoin和NXT以不同思路实现。 • 主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，一定程度减少了数学运算带来的资源消耗，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• •
使用PoW的项目：
• •
比特币 以太坊前三个阶段：即Frontier（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会）。第四个阶段，即Serenity（宁 静），将采用PoS机制。
第一部分权益证明
PoS：
• •
Proof of Stake由Quantum Mechanic 2011年在bitcointalk首先提出，后经Peercoin和NXT以不同思路实现。 主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，一定程度减少了数学运算带来的资源消耗， 性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相 同。它是Pow的一种升级共识机制，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，从而加快找随机 数的速度。 优点：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挖矿。 缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的 事情，理论上有可能存在其他攻击影响。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事 实上证明了此次硬分叉的失败。 有关PoS的资料： Proof of Stake - 股权证明 系列1 （/posts/222） Proof of Stake - 股权证明 系列2 （/posts/227）
Casper：投注共识
PoET：Proof of Elapsed Time，消逝时间量证明 Quorum Voting：仲裁投票 Paxos
Raft
第一部分工作量证明
PoW：
•
依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同 参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。 优点：完全去中心化，节点自由进出； 缺点：目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身 的安全；挖矿造成大量的资源浪费；共识达成的周期较长。
• •
优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。
缺点：整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的。来自• • • • • •
这两篇文章都是以太坊爱好者网站翻译的文章，里面简要介绍的PoS，没有介绍技术细节。
第一部分股份授权证明
DPoS：
• •
•
BitShares社区首先提出了DPoS机制9。 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。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相 似10。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账11。
区块链共识机制 总结
第一部分 共识机制
常用的共识机制：
• • • • • • • • • • •
PoW ： Proof of Work，工作量证明 PoS： Proof of State， 权益证明
DPoS：Delegate Proof of Stake，股份授权证明
Ripple Consensus：瑞波共识机制 PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错 dBFT：delegated BFT，授权拜占庭容错
DPoS的工作原理为12：去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方
法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个 时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表 将获得1股作为报酬。网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块，而这将导致区块链分叉。然而，这不太可能发生，因为制造区块的代表可以与 制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接是为了确保你能得到报酬。该模式可以每30秒产生一 个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。成为代表：成为一名代表，你必须在网络上注册你 的公钥，然后分配到一个32位的特有标识符。然后该标识符会被每笔交易数据的“头部”引用。授权选票：每个钱包有一个参数设臵窗口，在该窗口里用户 可以选择一个或更多的代表，并将其分级。一经设定，用户所做的每笔交易将把选票从“输入代表”转移至“输出代表”。一般情况下，用户不会创建特别 以投票为目的的交易，因为那将耗费他们一笔交易费。但在紧急情况下，某些用户可能觉得通过支付费用这一更积极的方式来改变他们的投票是值得的。 保持代表诚实：每个钱包将显示一个状态指示器，让用户知道他们的代表表现如何。如果他们错过了太多的区块，那么系统将会推荐用户去换一个新的代表。 如果任何代表被发现签发了一个无效的区块，那么所有标准钱包将在每个钱包进行更多交易前要求选出一个新代表。抵抗攻击： 在抵抗攻击上，因为前100 名代表所获得的权力权是相同的，每名代表都有一份相等的投票权。因此，无法通过获得超过1%的选票而将权力集中到一个单一代表上。因为只有100名代 表，可以想象一个攻击者对每名轮到生产区块的代表依次进行拒绝服务攻击。幸运的是，由于事实上每名代表的标识是其公钥而非IP地址，这种特定攻击的 威胁很容易被减轻。这将使确定DDOS攻击目标更为困难。而代表之间的潜在直接连接，将使妨碍他们生产区块变得更为困难。