一文读懂POW、POS、DPOS三大主流共识机制的优劣

区块链为什么需要共识？

共识按照字面意思的理解就是共同的认知，共识机制也就是一种能够达到共同认知的机制。中本聪用密码学向世人敲打出一个去中心化的理想世界，区块链作为一种分布式的架构，是这个世界的技术支撑。

去中心化意味着无绝对权威，在各自平等信任的前提下交易，那么要保证平稳运行，就需要解决在去中心化条件下的统一认知问题。某些账单是否有效，是否可以写入等等。简而言之，就是如果保证交易的有效性。

主流共识机制

没有权威中心，谁可以决定交易的有效性？区块链世界里，由大家来投票表决，得票最多的交易，就会被认定为一个合法的交易。由此可以得出，共识是一切交易的基础。目前流行的三大主流共识机制为：POW、POS、DPOS。

当前加密货币市值最高的比特币和以太坊，其区块链应用网络中均采用POW工作量证明机制，即按劳分配。在该证明机制下，如何获得投票权？结果就是一个CPU一票，人人都可以通过购买设备参与挖矿。因此，要在比特币网络中确认一笔交易，矿工就必须耗费一定的算力成本和时间成本。

理想状态下这种机制，可以吸引很多用户参与其中，特别是越先参与的获得越多，会促使加密货币的初始阶段发展迅速，节点网络迅速扩大。在CPU挖矿时代，比特币吸引了很多人参与“挖矿”。

可是规则会随着市场而变动。算力的提供已经逐步发展到GPU、FPGA，乃至ASIC矿机。用户也从个人挖矿发展到大的矿池、矿场，算力集中越来越明显，能源消耗剧增。这与去中心化理念背道而驰，当算力在某个人手里集中到51%时，网络的安全受到威胁。

并且POW机制每次达成共识需要全网共同参与运算，交易速度缓慢。尽管有观点认为，例如像比特币这样有金融属性的加密货币与以太坊不一样，不作为底层设施去使用不需要太快的交易速度，但未来比特币的区块奖励降至零，只会产生有限数量的新比特币，单凭交易费用将无法维持挖矿费用，比特币支付可能需要数月时间才能完成。再者，人们挖矿的积极性降低，会有大量算力减少，比特币网络的安全性进一步堪忧。虽然像闪电网这样的第二层解决方案可以提供帮助，但不能从根本上解决问题。

从而有人提出要将共识机制转换成POS权益证明，也就是根据你持有的货币数量与持有的时间来给予你一定的利息。比起POW机制，POS的认可人数更多，就连近期一再推迟的以太坊硬分叉，也将在完成四个阶段的升级后，改用POS机制。

POS是不需要额外采矿机的权益证明方式，由参与者所持有的股份反应区块生成权限，避免了能耗的耗费，大大提升了交易速度。但以持币来划分股份的方式，削弱了去中心化的特点，容易产生集权。

POS之后，又引发了DPOS的概念，即授权股权证明机制。知名公链EOS便是以该机制来作为底层支持。对于PoS机制的加密货币，每个节点都可以创建区块，并按照个人的持股比例获得“利息”。但DPoS是由被社区选举的可信帐户（受托人，得票数排行前101位）来创建区块。为了成为正式受托人，用户要去社区拉票，获得足够多用户的信任。其他用户则根据自己持有的加密货币数量占总量的百分比来投票。

在规则的设立上，由参与的节点选择101个超级节点来代表自身的利益。而这101个节点之间的权益是相等的。如果某个超级节点不能履行它的职责，那么将会选举新的超级节点来取代他。

由于减少了全网确认需求，DPOS机制大大提高了交易速度，但是其实也有人诟病其中心化的特性。尽管规则设立如此，但并不能预防作恶的风险。实际上这很容易引发“土豪游戏”，即有些人为了获得超级节点的权益，互相串通，大量买入加密货币的方式加大投票权重。因此，虽然EOS成功创造了哲学概念，众人对仅21个超级节点的规则却从未停止质疑。

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