區塊鏈技術始于2009年，當時化名中本聰(Satoshi Nakamoto)推出了比特幣區塊鏈。一開始只是一項實驗，現在已經成為一場全球性的運動。由于這種增長，專門制造的硬件現在需要使用稱為工作量證明的共識機制來挖掘比特幣。

在過去，可以在自己的計算機上進行挖掘。首先，計算機處理器足夠了，然后不得不升級到顯卡。如今，只有當你是一個擁有廉價電力的專業農場時，采礦業才有回報。

就比特幣而言，通過工作量證明進行挖掘需要大量電力。這是因為專門的采礦設備需要消耗計算能力來解決算法。這種算法被稱為Sha-256，如果解決方案成功，就會支付所謂的區塊獎勵——這個獎勵就是比特幣。

由于高能耗，許多區塊鏈現在正逐漸遠離工作量證明機制，不再是首選的共識機制。隨著即將到來的“合并”更新，以太坊將不再依賴于工作量證明。然后將通過一種不同的方法達成共識，即所謂的權益證明。

但共識機制究竟是什么，為什么有必要這樣做?讓我們仔細看看區塊鏈是如何工作的。

區塊鏈的工作原理

consensus這個詞的意思是“一致”。更具體地說，它指的是人們對一個問題的一致意見。它表示每個區塊鏈的中心元素。在區塊鏈中，事務被所謂的驗證器存儲在塊中。然后形成一個無限延伸的鏈。因此命名為“區塊鏈”。區塊鏈是由世界各地獨立的計算機社區維護的公共分布式數據庫。

這個獨立的社區形成了一個由節點和驗證器管理的點對點網絡。它們確認區塊鏈的狀態。為了保證數據庫不被篡改，大多數參與者必須識別區塊鏈的相同狀態:找到共識。因此，共識機制是一種算法，它在參與者之間就區塊鏈的狀態達成一致。這些機制用于確保所有參與者都有一個相同的數據庫副本。在這種情況下，只有當大多數人同意相同的操縱狀態時，網絡才能被推翻，稱為51%攻擊。這是一個危險，特別是對于工作量證明小的區塊鏈，因為你可以在某些網站上租用計算能力。部分由于高能耗和51%攻擊，近年來開發了其他共識方法。有些人比其他人更成功。到目前為止，還不存在完美的協商一致程序。

最著名的協商一致程序，工作的證明

工作量證明(POW)是最古老的共識方法。這是通過計算能力達成共識的地方。參與者面臨一個復雜的算術問題，他們必須使用硬件來解決。他們會因為使用資源(硬件和能源)而獲得獎勵。目前有一種脫離PoW的趨勢，主要是由于高能耗。眾所周知，基于POW的區塊鏈有以太坊、比特幣和Monero。

股份的證明

POS可能是繼POW之后最流行的共識機制。它代表“權益證明”，因為在這里所提供的資產和規定的期限達成了共識。為了應對比特幣的高能耗，權益證明于2012年推出。由于POS沒有挖掘，因此不可能利用網絡的計算能力。攻擊者必須獲得超過一半的流通硬幣才能做到這一點。權益證明區塊鏈的著名例子是Solana和Avalanche。

委托權益證明

DPOS是利害關系證明的一個著名改進。在這里，代表是民主選舉產生的，他們負責網絡中的某些任務。任務包括驗證塊和確認區塊鏈的狀態。投票人的投票權通常根據代幣的數量進行加權。像Cardano、EOS、Tron和Cosmos這樣的區塊鏈都利用了DPOS。

不為人知的共識機制

人員證明是一種不太為人所知的共識機制。在此，網絡參與者證明他們是真實的人，從而被授權參與網絡活動。這一證據可以通過某些任務甚至生物特征數據來提供。這對于去中心化尤其有利，因為每個人在網絡中只能代表一次。基于某種POP形式的區塊鏈包括Idena和Humanode。

權威的證明

授權證明用于選擇可信任的參與者，然后允許他們執行某些任務。選擇通常取決于參與者的聲譽。參與者在被認為是區塊鏈的驗證者之前要經歷一個應用程序過程。這個過程通常是基于申請人的真實身份。這確保了POA網絡的高可靠性，但同時也涉及到安全風險。區塊鏈最著名的權威證明例子是BNB Chain，原名幣安智能鏈。

工作量證明與權益證明:哪一個最好?

雖然工作量證明被認為是最安全的共識算法，但許多區塊鏈現在更喜歡權益證明算法。這主要與環境因素有關，但區塊鏈的可擴展性也發揮了重要作用。比特幣網絡，作為數字黃金，可以通過低交易量，并將安全性作為第一優先考慮，但情況不同于以太坊等網絡，后者從根本上依賴于快速和廉價的交易。

因此，權益證明是這些區塊鏈更有吸引力的共識方法。但這里也有一些弱點。主要的批評是，它使“富人更富有”，通常創造集中化的網絡。例如，以太坊網絡驗證器需要32個ETH(約87,000美元)才能獲得批準。這為新投資者和小投資者的進入創造了一個重大障礙，而擁有必要資本的投資者很容易獲得持股回報，拉大了小投資者和大投資者之間的差距。

區塊鏈三難困境適用于共識程序的選擇。這說明區塊鏈不能同時滿足預期的去中心化、可伸縮性和安全性，因為其中一個因素只能以犧牲另一個因素為代價來實現。一般來說，可伸縮的區塊鏈不是很去中心化，安全的區塊鏈很慢。