區塊鏈應用的大功臣 — 去中心化的共識機制

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6 min readApr 19, 2019

一網打盡 PoW PoS DPoS 共識演算法

上一集看完「什麼是挖礦?」大家都已經了解虛擬貨幣是怎麼誕生了~這裡快速複習一下:挖礦最一開始是運用電腦閒置的「算力」競爭記帳權,獲得負責出塊的殊榮與獎勵,後來專業的礦工為了獲得獎勵,紛紛改用算力更強大的電腦處理器、遊戲用顯示卡、ASIC 等礦機來專職挖礦。

然而,挖礦背後究竟有什麼樣的魔力來吸引礦工紛紛投入礦圈呢?在你決定挖礦之前,一定要先了解隱藏在「挖礦」背後的哲學 — 共識算法(Consensus Algorithm)!

先理解什麼是共識算法

還記得我們在第二集學過《區塊鏈的五大特色》嗎?其中一個就是達成共識

共識機制是保證區塊鏈網路「安全性」的關鍵,對應到現實世界中的例子就是「法律」,為了守護世界的和平(貫徹愛與真實的邪惡…)而存在。想像一下,一個系統中的決策需要取得大部份參與者的「共識」才能推動,而非一個中央組織說了就算,所以說這不就是去中心化的由來嗎?(有沒有打通任督二脈 XD)

再來一些典型的共識

目前市面上的底層公鏈*各自採用了數種不同的共識算法,COBINHOOD 首先跟大家介紹第一代底層公鏈-比特幣區塊鏈,所採用的共識算法「工作量證明,Proof of Work(PoW)」。

PoW (Proof of Work)

比特幣區塊鏈由 Blockchain 創世神中本聰(Satoshi Nakamoto)所發明出來,其採用後來最廣為人知的共識算法 — 工作量證明,正如我們上一集所提到,這個算法根據礦工所擁有的「算力」來決定誰最後能獲得記帳權(負責出塊)並且獲得獎勵。

這個算法發展到現在衍生出了一些問題,其中包括運行礦機會耗費大量的電力、達到共識所需耗費的時間長(交易確認很慢!), 以及後來的礦工為了提高獲得記帳權的機率,紛紛購買更多的礦機或組隊形成礦池以掌握更高的算力,這除了耗費大量電力所引發的不環保,也造成比特幣網路上的算力過度集中*,因而失去了中本聰一開始創造區塊鏈的初衷 — 去中心化。值得注意的是,假如超過 50% 的算力集中在少數節點手上,這條區塊鏈將可能遭遇惡意的 51% 攻擊。

簡單來說,PoW 是一場「算力的戰爭」,漸漸不被後來的底層公鏈所青睞,各界開始思索有沒有其他共識算法能改善 PoW 所帶來的問題,也就發展出了後來的共識算法「權益證明 Proof of Stake,PoS」(不是超商結帳用的 POS 機喔!)

PoS (Proof of Stake)

PoS 主要改善了 PoW 所衍生的高耗電、出塊慢的問題,其運作原理主要透過節點所掌握公鏈代幣的數量多寡*來決定獲得記帳權的機率高低。

想像一下,PoS 共識算法就像「股東持股的概念」,假設一間公司中小 C 的持股數比小 O 和小 B 多,這時小 C 獲得記帳權(獲得出塊獎勵)的機率就比小 O 和小 B 高。在 PoS 共識算法的協定裡,相較於運行礦機來挖礦, PoS 的獎勵更像是一種「分紅」制度,不需運行礦機,單純以持有該公鏈代幣的多寡來判定該「董事」對平台的忠誠,忠誠度越高也意味潛在的貢獻度越高,就越有可能獲得獎勵。

讀到這裡,你應該也會感覺到 PoS 最終可能會造成一個熟悉的社會現象:貧富差距擴大,也就是說有錢的人會越有錢,對於弱勢的節點來說並不利。

DPoS (Delegated Proof of Stake)

DPoS,中文稱作委託權益證明,運作上大致與 PoS 相同,但其中多了一環選舉制度,該選舉制度非常類似於「董事選舉」,來,舉個例子你就完全懂了:

今天 EOS 股份有限公司要進行選舉,每個持有 EOS 股份的股民都可以參與投票,選出心目中有資格擔任董事(代理人)的人,組成 EOS 股份有限公司日後制定方針的董事會,該董事會成員總共由 21 人組成,並事先說好日後每次開會由這 21 位董事輪流紀錄會議內容,每個董事權責分明且平等,儼然就是公司最有威望的 21 人。

DPoS 是目前認為「達成共識」最有效率的算法,因為所有的決策僅需由 21 位代理人彼此確認、驗證過後就能通過。然而,這與區塊鏈最珍貴的核心思想「去中心化」似乎有所衝突,以致使用 DPoS 的區塊鏈平台容易因為「過於中心化」而為人詬病。

看完這集的介紹,你已經是一名挖礦專家了!對吧?

… 喂!等等!上述三個共識算法都有其缺陷,有哪個共識算法才能面面俱到呢?

向各位隆重介紹台灣原生的底層公鏈 DEXON 獨創的共識算法-PoP,不僅改善了 PoW 的不符效率PoS 的貧富不均,更改善了 DPoS 的過度中心化的問題。但DEXON 網路到底是怎麼解決以上問題?PoP 是怎麼樣運作呢?期待我們之後的介紹,來解開 DEXON 獨創的共識算法 PoP 如何使整個系統達到真正的去中心化且公平

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重點畫起來:
- 底層公鏈:區塊鏈世界中的基礎建設,類似於手機系統 Android 那樣的存在。
- 算力集中:區塊鏈上的運算能力集中在少數礦工節點手中,弱化了該區塊鏈的去中心化特性。
- 公鏈代幣:以 DEXON 底層公鏈為例, DXN 就是其原生的公鏈代幣。

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