PoW、PoS與DPoS 區塊鏈三大共識機制

區塊鏈的特色之一便是去中心化,而既然去除了中介機構,那就需要一套如同憲法的規則好讓參與的每個人都可以遵守,用來規範誰可以取得獲得記帳的權利,以及作惡的人會得到怎樣的懲罰,以維持整個生態系統的穩定。

不可能三角

要聊共識機制之前,我們需要先知道所謂的不可能三角。在區塊鏈中,不可能的三角指的是

  • 去中心化(Decentralization)
  • 可擴展性(Scability)
  • 安全性(Security)

目前來說沒有一個共識機制可以完美的同時兼具這三項特質。也就是說,我要是希望傳輸速度快,那可能就要犧牲一些去中心化的特性;那若我強調去中心化,那可能就需要犧牲一點擴展性。

 

區塊鏈的不可能三角(取自網路)

接下來我們開始來聊聊到底有哪些共識機制吧

PoW (Proof of Work,工作量證明)

付出的越多,獲得的獎勵就越多,常見的比特幣(BTC)以及以太幣(ETH)皆是採用PoW。一般來說,礦工們可以透過CPU、GPU或 ASIC等各種設備來進行挖礦,透過大量的算力來爭取出塊的權利,同時也是區塊鏈中最早出現的共識機制。

拳頭越大,獲得的獎勵就越多

雖然PoW可以讓整體網絡相對去中心化,但確認交易的速度卻相當緩慢,這也使得區塊鏈想要融入我們日常的生活有不少阻力。另一方面,當越來越多的礦工投入時,便造成了大量的能源浪費,據之前新聞報導,挖礦的耗電量相當於愛爾蘭全國的用電總和,其耗能層度可見一班

PoS (Proof of Stake,權益證明)

有別於 PoW透過計算能力來獲得獎勵,PoS則是透過持幣的數量來作為獎勵的依據,當你持有幣的數量越多,就擁有越高的概率來取得記帳的權利。

因此,PoS免去了原先大量礦機的耗能,但區塊鏈的擴容以及確認的速度依舊沒有被解決

DPoS (Delegated Proof of Stake,代理權益證明)

目前區塊鏈發展至今,最為人詬病的就是無法大規模的商轉,而當中最大的阻力就是交易確認的速度。

DPOS作為第三代的共識機制,保留了PoS節能的優點,並引入了代議民主的概念,透過減少節點的數量,除了能夠達成比PoS更低的能耗,更是解決了PoW與PoS其中一個痛點 — 交易確認的時間過長的問題。

可以把DPoS想像成一間公司,當中的超級節點就是公司的董事與大股東,他們可以參與大公司決策。而這些握有大量股份的大股東們,自然不會砸自己的腳,做出對公司未來有害的決策,若真的有,剩下股東們也可以讓這名股東下台。

持續待解的不可能三角

前面有提到所謂的不可能三角,DPoS很明顯降低了去中心化,進而達到了高TPS。而PoW則維持了去中心化的特性,但卻在交易速度上無法精進。

每個共識機制的設計都有其目的性,而目前整個區塊鏈都還在發展的早期,說不定在不久的將來,透過整個社群的互動與討論,近一步地將不可能的三角化為可能。

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