如今，共識演算法不僅支援數位貨幣系統，還支援區塊鏈，允許開發者在分散式網路上運行代碼。他們現在是區塊鏈技術的基石，對各種網路的長期生存能力至關重要。
源自:binance
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在加密貨幣中，用戶的餘額被記錄在資料庫中 – 即區塊鏈。每個人 (或者更準確地說，每個節點) 都必須保持一個相同的資料庫副本。否則，很快就會出現相互矛盾的資訊，從而破壞整個加密貨幣網路的目的。
公鑰密碼學確保用戶不能花費彼此的代幣。但是，仍然需要一個網路參與者依賴的單一事實來源，才能確定資金是否已經被花掉。
比特幣的創作者中本聰提出了一個工作量證明系統，來協調參與者。我們將稍後介紹 PoW 如何運作 – 現在，我們將來識別目前存在的許多共識演算法的一些共同特徵。
首先，我們要求想要新增區塊的用戶 (我們稱其為驗證人) 提供質押。質押是驗證人必須提供的某種價值，會阻止他們做出不誠實的舉動。如果他們作弊，就會損失自己的質押。範例包括計算能力、加密貨幣或甚至聲譽。
他們為什麼要用自己的資源來冒險？嗯，也會提供獎勵。這通常包括協定的原生加密貨幣，由其他用戶支付的手續費、新產生的加密貨幣單位組成，或兩者皆有。
最後，我們還需要透明度。我們需要能夠檢測出是否有人在作弊。理想情況下，產生區塊的成本應該很高，但驗證成本很低。這就確保驗證人可以被常規用戶檢查。
主要的兩種共識演算法的類型
一、工作量證明 (PoW)
工作量證明 (PoW) 是區塊鏈共識演算法的教父。最初是在比特幣中實現，但實際概念已經存在一段時間了。在工作量證明中，驗證人 (稱為礦工) 對想要新增的資料進行雜湊，直到產生特定的解決方案。
雜湊是由字母和數字組成的看似隨機的字串，這些字母和數字在您通過雜湊函數運行資料時建立。但是，如果您再次通過此函數運行相同的資料，您將始終得到相同的輸出。即使改變一個細節，您的雜湊也會完全不同。
看到輸出，您不可能知道函數中加入了什麼資訊。因此，他們對於證明您在特定時間之前知道一段資料時很有用。您可以給某人其雜湊，當您稍後顯示資料時，對方便可通過函數運行，以確保輸出相同。
在工作量證明中，協定規定了令區塊有效的條件。例如，可能會說，只有雜湊以 00 開頭的區塊有效。礦工建立與該組合匹配的唯一方式便是暴力輸入。他們可以調整資料中的參數，為每次猜測產生不同的結果，直到得到正確的雜湊。
對於主要區塊鏈來說，標準設定得非常高。為了與其他礦工競爭，您需要一個裝滿專用雜湊硬體 (ASIC) 的倉庫，以便有機會產生有效區塊。
挖礦時，您的質押即為這些機器的成本以及運行機器所需的電力。ASIC 為一個目的而建，因此他們在加密貨幣挖礦之外的應用中別無他用。收回初始投資的唯一方式便是挖礦，如果成功向區塊鏈新增一個區塊，將獲得可觀的回報。
對於網路來說，驗證您確實建立了正確的區塊是很容易的。即使您嘗試了數萬億種組合來獲得正確的雜湊，他們也僅需要透過函數運行資料一次。如果您的資料產生了一個有效雜湊，將被接受，您將獲得獎勵。否則，網路將予以拒絕，您將白白浪費時間和電力，一無所獲。
二、權益證明 (PoS)
權益證明 (PoS) 是在比特幣早期作為工作量證明的替代方案推出。在 PoS 系統中，不存在礦工、專用硬體或大量能源消耗的概念。您只需要一台普通的電腦即可。
嗯，不完全如此。您仍然需要在遊戲中投入一些精力。在 PoS 中，您投入的不是外部資源 (如電力或硬體)，而是內部資源 – 加密貨幣。每個協定的規則不同，但通常必須持有最低金額的資金才有資格進行質押。
您將在錢包中鎖定資金 (質押期間無法轉移)。您通常會與其他驗證人就哪些交易將進入下一個區塊達成一致。在某種意義上，您正在對將被選中的區塊下賭注，而協定將選擇一個。
如果選中了您的區塊，您將收到一定比例的交易手續費，具體取決於您的質押。鎖定的資金越多，賺取的收益就越多。但是，如果您嘗試提出無效交易來作弊，您將失去一部分 (或全部) 質押。因此，我們擁有一個與 PoW 類似的機制 – 誠實行事比不誠實行事更有利可圖。
一般來說，不會將新建立的代幣作為驗證人獎勵的一部分。因此，區塊鏈原生貨幣必須以其他方式發行。這可以透過初始發放 (即 ICO 或 IEO) 或透過在稍後過渡到 PoS 之前使用 PoW 啟動協定來實現。
到目前為止，純粹的權益證明只在較小的加密貨幣中部署。因此，尚不清楚是否可作為 PoW 的可行替代方案。雖然這在理論上看起來是合理的，但在實踐中卻會大不相同。
一旦 PoS 在價值巨大的網路上推出，系統就變成了一個博弈論和經濟激勵的競技場。只要能從中受益，知道如何「駭客攻擊」PoS 系統的任何人都可能會這麼做 – 因此，唯一的方法就是在實時網路上確定是否可行。
我們很快就會看到大規模的 PoS 測試 – Casper 將作為一系列以太坊網路升級 (統稱為 Ethereum 2.0) 的一部分進行實施。
目前工作量證明和權益證明是討論最多的共識演算法。當然還有很多其他的演算法，並各有其優點和缺點。
