记账是我们日常生活所必不可少的一项基本工作,同时记账工作也隐藏在我们生活的方方面面,小到交一笔水电费,大到企业中复杂的会计核算,传统的记账方式离不开人和中心化的计算模式。
随着计算机网络社会的发展,我们每天更是会和无数的陌生对象建立记账交互。各类中介帮助我们很好的完成了这些工作,当然,我们理所当然的为中介提供的信用服务支付了一部分费用。
这类中介包括银行,支付宝、微信等第三方支付渠道。
中心化的记账体系给我们提供了极大的便利,我们只需要不断的为这些中介付出我们的时间,购买他们的服务,使用他们的产品,并且信任他们就可以了。
当我们和银行进行交互时,我们付出了廉价的资金,使得银行通过我们存储的资金获得利息差。
当我们和支付宝打交道时,我们不知不觉将所有的理财需求,购物需求,生活需求都交给了他,并且交付给了他们珍贵的数据记录。
我们并不能否认这种第三方的金融中介为我们提供了极大的便利,但是,对于完全的信任、更低的费用、更大的匿名性的需求,一直存在于我们的底层诉求当中。
区块链账本技术
区块链就是在这种背景下孕育而生,它提供了一种新型的记账方式,通过计算机科学,博弈论,密码学等学科的交互,产生了一种去信任的、匿名性的、低费用的交互模式。
区别于传统的中心化的记账手段,区块链账本技术实现了节点共同参与记账,记账结果可追溯,匿名性等功能,从而为我们提供了一种新的解决方案。
举个简单的例子:
传统的记账模式,例如,你去银行存取钱,你将银行卡交给银行柜员,告诉他要取100元,银行柜员接过你的银行卡,刷入你的银行卡信息进入你的账户系统,执行取款操作,你的账户中就会减去100元,同时付出100元现金。
在这个过程中,银行柜员凭借着银行中心化的信用完成整个记账。银行柜员因为帮你执行了记账工作,得到他的报酬,并以工资的形式进行激励。
分布式记账是一种去中心化的记账方式,同样,我们可以理解你进入一个没有信用背书的银行,但是这个银行有很多柜员,你告诉这个银行系统需要取100元现金。
系统会按照一定的共识算法来指定某一个柜员进行记账,柜员在记账完成后,将结果信息告诉其他的所有柜员,最后进行同步确认,那么每一个柜员都会有一个账本记录了你的支取信息,而那个实际记账的人获取记账酬劳,并用系统内的通证对他进行奖励。
当柜员的数量足够多时,篡改账本信息将变得不可能,因此,在这个过程中就完成了分布式记账。
那么当信用环节得以解决,很多由于中介环节产生的费用都可以通过区块链的技术降低,甚至消除。
共识算法
在区块链的记账体系中,共识算法是核心部分,是参与该区块链体系中的所有节点都默认遵守的一种规则。是区块链系统中的节点之所以能够共同维护整套账本体系的基础。
也就是说,共识算法决定了谁来进行记账,谁来进行验证,从而保证记账结果的准确性。
我们可以从上文的例子中看到,当我们将取钱的指令输入到系统中后,系统会按照一定的共识算法来决定谁来进行记账,那么问题来了,我们该如何设定这个算法,从而保证所有节点的公平,进而使得更多人愿意来进行参与记账呢?
截至到目前为止,应用的比较成功的共识算法无外乎是POW、POS、DPOS、PBFT等。但是不管哪种算法,都并不是那么完美。
各类共识算法
POW(Proof of Work)——工作量证明
这是一种根据你的工作量来决定,你是否能够被选中进行记账的共识算法。而所谓的争夺记账权,便是在这种共识算法中产生的概念。
简单来说,当我们向系统提交取钱指令后,系统会为区块链节点出一道十分难解的密码题,只有解出题目后方能获得记账权。
再举个简单的例子,在一个500人的微信群里,有一部分人会不定时的发布附带解题条件的任务红包,剩余的人会不停的抢红包,那么决定谁能抢到红包的条件便会有,网速是否足够快,设备性能是否足够好,答题速度是否足够快,当然,不停的开着手机还会浪费电。
对于正常的POW共识算法的区块链网络,由此而产生的便是计算机算力的比拼,资源的比拼,从经济学的角度来看,只要回报足够,这种共识算法是十分合理的。
但是,POW算法的最大的弊病便是效率极度低下和无尽的资源浪费,无法满足大规模商用的基本要求。
POS(Proof of Stake)——股权证明
这是一种根据你的持币数量来决定,你是否能持续获取记账资格的共识算法。当你的持币量越多,成为记账节点的概率就越大。
这种共识算法还类似于财产储存在银行,这种模式会根据你持有数字货币的量和时间,分配给你相应的利息。
在股权证明POS模式下,有一个名词叫币龄,每个币每天产生1币龄,比如你持有300个币,总共持有了10天,那么,此时你的币龄就为3000。
POS算法下,当我们的币龄越大,成功抢到记账权的概率就越大,而每当成功记账后,币龄将进行清空。
这种共识算法虽然避免了资源的浪费,但是PoS也存在明显的缺陷:
当持币量越多,持有时间越长,币龄就越高,越容易挖到区块获取记账权并得到激励,持币少的人基本上没有机会,这样整个系统中,权重大的节点,话语权将极大,埋下中心化的隐患。
DPOS(Delegated Proof of Stake)——委任权益证明
这是一种类似人民代表大会的制度,起初由所有节点投票,选出一定量的超级节点,所有的超级节点权力相同,并且轮流行使记账义务。
如果代表不能履行他们的职责(当轮到他们时,没能生成区块),他们会被除名,网络会选出新的超级节点来取代他们。
这种共识算法极度的中心化,特别容易滋生腐败行为,因而背离了区块链的去中心化的思想。
那么是否有某种工具,能够对目前主流的共识机制进行优化呢?
下篇文章,我给大家深度剖析一下VRF——可验证随机函数。
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