从零开始学习区块链——DPOS共识机制

来源：贝壳手表CCT

在区块链中，大家会经常听到共识机制这个词语，有人把共识机制称作区块链的灵魂。当前应用最广泛的就是POW和POS，它们在去中心化的进程中发挥了很大的作用，但是，随着区块链3.0的到来，他们存在的问题日益暴露。今天，从零开始学习区块链将介绍应用在EOS上的DPOS共识机制。

POW的问世

早在2010年，一名叫Danile Lrimer 的工程师就已经认识到比特币POW共识机制中存在的问题，挖矿需要消耗大量的能量、速度慢、比特币网络可能被大型矿池控制出现中心化。于是，他想建立一种克服这些劣势的新共识机制。Danile Lrimer，就是我们熟知的BM（Byte Master）。2013年，BM发表了一篇论文，阐释了DPOS共识算法如何解决工作量证明网络中的限制。之后，DPOS被先后应用在比特股系统Bitshares和Steem中，表现不俗。当前冉冉升起的公链明星EOS也选用了DPOS作为共识机制。

DPOS的分工

在DPOS共识机制中，存在两种角色，公证人和见证者。公证人是指权益持有者，可以投票选举区块生产者，见证者指被选举出来进行区块生产、验证交易的节点。

在DPOS中，不是每个节点都具有生产区块的权利，但是每个节点都具有投票权，这一点和人民代表大会制度很像，不是每个公民都可以做人大代表，但是每个公民都具有选举自己信任的人大代表的权利。DPOS中投票是根据投票者权益进行加权的，在投票中你使用的权益越多，你的选举的影响力越大。

DPOS的工作原理

DPOS中生产区块主要分为两个步骤：首先选择一群区块生产者，然后安排区块生产。区块生产者选举的过程中，想要成为见证者的节点需要到社区去拉票，获得用户的支持，用户根据自己手中的权益去投票，同时见证者创建区块时投票者也会获得收益，具体收益有他们选出的代表决定。见证者的数量不是固定的，是有权益持有者共同决定的。在投票过程中，大家用自己手中的权益支持信任的候选人，然后根据整体投票情况确定一定数量的见证者，第一步就结束了。

选举出来的见证者的权利是完全相等的，他们共同生成新区块。我们以EOS为例来学习。在EOS中，每生产126个区块为一个周期：每次选举出21个出块的超级节点，每个节点生产6个区块。每0.5秒产生一个区块，一次只分配一个节点进行区块生产。如果有生产者错过出块，就会跳过该块，该生产者也会被删除。每完成一个周期的生产，就会重新投票选举见证者。

DPOS的优势

大量降低能耗：在DPOS中生产区块的节点数量极少，大致几十或几百个，每次只授权一个生产者在给定时间生产区块，区块生产是井然有序的，这些节点之间的关系是合作而不是竞争，因此不需要消耗大量的算力去竞争记账权，这样就极大地降低了能源消耗。

提升确认速度：比如EOS每生成一个区块只需要0.5秒，一笔交易大概经过6-10次确认，时间不超过一分钟。对比来看，采用POW算法的比特币系统中，每生成一个区块需要10分钟，每笔交易的确认则需要一小时，同样，POS共识机制的交易确认时间也很长。所以DPOS的速度优势非常明显。

去中心化：虽然比特币创建的初衷是去中心化，人人拥有记账权，但是随着人为控制的不断加深，比特币的算力基本被几大矿池垄断，美好的初衷已经不复存在了。DPOS机制中，通过选举区块生产在，保证了代币持有者对网络的控制，因此，DPOS实际更加去中心化。

区块链中，存在一个去中心化、速度和安全的三角形，这三个目标是相互牵制的。我们要清楚，去中心化是方法而不是目的，DPOS舍弃了部分去中心化，大大提高了速度和安全。同时，DPOS看似去中心化程度不如POW，POW中人人都可以创建区块，但实际上通过选举保证了代币持有者对网络的控制。

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