简单解释区块链共识机制的一般理论！

每一个伟大的加密货币背后，都有一个伟大的共识机制。 没有一种共识机制是完美的，它们都有优点和缺点。 在加密货币的世界里，共识机制的存在可以防止双花攻击。 下面总结了一些最流行的共识算法，从区块链到有向无环图 (DAG)。

工作量证明机制——最原始的共识机制（Proof-of-Work，POW）

工作量证明机制是第一个区块链的共识算法：由中本聪修改并用于比特币的区块链网络。 也正是因为POW，才出现了巨大的挖矿设备，同时消耗着无数的能量。 POW 确实有效，但在这个阶段，它越来越被认为是一种遗留和过时的技术。 以太坊甚至试图从 POW 迁移到更节能、更经济的 POS（Proof-of-Stake，权益证明机制）。 有这么多替代方案，很难看到使用 POW 的新区块链。

权益证明机制——区块链上的新生事物（Proof-of-Stake，POS）

在 POS 中，区块不是由矿工生产的，而是铸币者使用权益（即代币）打赌（bet）哪个区块是有效的。 在分叉的情况下，铸造者花费他们的代币来投票给其中一个分叉链。 假设多数人投票支持正确的分叉比特币的共识算法是，则投票给错误分叉的验证者将失去他们的股份。

关于权益机制最常见的争论是“Nothing at Stake”。 问题在于，由于验证者几乎不花费任何计算能力来支持分叉，因此验证者可以支持所有发生的分叉。 POS 中的分叉将变得比 POW 中更常见，导致一些人担心货币的可信度会受到损害。

委托权益证明（DPOS）——选择你的验证者

DPOS 由 Daniel Larimer 创建，与 POS 有很大不同。 在 DPOS 中，代币持有者自己不投票验证区块，而是投票选举代表验证区块。 There are usually 21-100 elected representatives in DPOS. 代表定期轮换，依次交付和验证区块。 拥有少量受托人可以让他们有效地自组织，并为每个受托人创建指定的时间段来发布区块。 如果代表一直错过区块或发布无效交易，则代币持有者将投票否决并选出更好的代表。

在 DPOS 中，矿工可以聚在一起创建区块，而不是像 POW 或 POS 那样竞争区块。 通过部分集中创建区块的过程，DPOS 可以高速运行比特币的共识算法是，比其他共识机制高出几个数量级。 EOS 将成为第一个出块时间小于 1 秒的区块链。

Proof-of-Authority——18年共识机制的大势所趋

权威证明机制是一种共识算法，其中交易由经过身份验证的帐户进行验证，有点像计算机系统的管理员。 这些账户通常是其他节点从中接受真相的权威。 POA并发度高，非常适合私有链和联盟链。

拜占庭容错（BFT）——攻城区块链

分布式计算领域有一个经典问题，通常被描述为拜占庭将军。 问题是这样的：有几个拜占庭将军，每个人都带着自己的军队，正在逼近这座城市。 他们必须一致决定是否进攻。 如果一些将军进攻而另一些不进攻，他们的俘虏将以悲剧告终。 将军通常相隔一定距离，必须传递信息才能进行交流。 有几种使用 BFT 达成共识的加密货币协议，每个版本都有优点和缺点：

Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)：PBFT 目前在 Hyperleger Fabric 中使用，有少量的预选将军，PBFT 运行速度非常快。 优点：高并发缺点：中心化

联邦拜占庭协议（FBA）：FBA 是拜占庭将军问题的另一种解决方案。 Stellar 和 Ripple 等加密货币使用 FBA。 要点是每个拜占庭将军负责自己的链、分类信息和建立真相。 在 Ripple 中，将军（即验证者）由 Ripple 基金会预先选择。 在 Stellar 中，任何人都可以成为验证者，因此您可以选择自己的验证者。

有向无环图（DAG）——区块链杀手

DAG是一种不使用区块链数据结构，异步处理交易的共识机制。 最大的优点是理论上具有无限的可扩展性。 但就像其他区块链的共识机制一样，DAG 也有优点和缺点。

Tangle：Tangle 是 IOTA 使用的 DAG 共识机制。 为了发送 IOTA 交易，您需要验证您收到的前两笔交易。 这种共识机制加强了交易的验证，更多的交易可以加入到Tangle中。 因为共识是基于交易的，理论上，如果有人可以创建 1/3 的交易，他就可以让网络的其余部分相信未验证的交易是有效的，从而破坏网络。 直到有足够的交易量以至于个人创建的交易中有 1/3 无法执行，在此之前 IOTA 在某种程度上处于双花状态，所有网络交易都在一个称为协调器的中心节点中。 IOTA 团队表示，协调器就像系统的训练轮一样工作，一旦 Tangel 变得足够大就会被移除。

Block-lattice：Nano 在称为 block-lattice 的区块链上运行。 块格是一种数据结构，其中每个用户（即地址）都拥有一条只有他可以写入的链，并且每个人都拥有所有链的副本。 每个交易都被分成发送方链上的发送块和接收方链上的接受块。 块格独特的数据结构使其暴露于一些独特的攻击范式：如Penny-Spend Attack。