为什么共识算法对加密货币至关重要

在加密货币世界中，共识算法是每个区块链网络的关键要素，它们负责维护这些分布式系统的完整性和安全性。 第一个被创建的加密货币共识算法是工作量证明（PoW）比特币采用的共识算法是什么，它由中本聪设计并在比特币上实现以实现拜占庭容错。

共识算法

共识算法可以定义为使区块链网络达成共识的机制。 公共（去中心化）区块链被构建为分布式系统，并且由于它们不依赖于中央机构，因此去中心化节点需要就交易是否有效达成一致。 这就是共识算法发挥作用的地方，确保所有节点都遵守协议规则，并且所有交易都以可靠的方式进行，即每种货币只能花费一次。

在深入研究不同类型的共识算法之前，了解算法和协议之间的区别很重要。

共识算法和协议

算法和协议经常作为术语互换使用，但它们不是一回事。 简单来说比特币采用的共识算法是什么，我们可以将协议定义为区块链的主要规则，将算法定义为遵循这些规则的机制。

除了在金融系统中的广泛应用外，区块链技术还可以应用到各种各样的业务中，并可以适应不同的用例。 但无论在什么情况下，区块链网络都将建立在一个定义系统应该如何工作的协议之上，因此系统的所有不同部分和网络的所有参与者都需要遵守规则。

虽然协议决定了规则是什么，但算法告诉系统要采取哪些步骤来遵循这些规则并最终产生预期的结果。 例如，区块链的共识算法决定了交易和区块的有效性。 因此，比特币和以太坊是协议，Proof-of-Work 和 Proof-of-Stake 是它们的共识算法。

此外，比特币协议定义了节点应该如何交互，数据应该如何在它们之间传输，以及成功区块验证的要求是什么。 另一方面，公式算法负责验证余额和签名，确认交易，并实际执行区块验证——所有这些都取决于网络共识。

不同类型的共识算法

有几种类型的共识算法。 最常见的是工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS)。 在尝试平衡安全性与功能性和可扩展性时，每种方法都有其优点和缺点。

工作量证明 (PoW)

工作量证明是第一个建立的共识算法。 它被比特币和许多其他加密货币采用。 工作量证明算法是挖矿过程的重要组成部分。

工作量证明挖掘涉及使用大量哈希（计算能力）进行（挖掘）尝试，因此更多的哈希能力意味着每秒更多的尝试。 换句话说，具有更高哈希率的矿工更有可能找到下一个块的解决方案（也称为块哈希）。 工作量证明共识算法确保矿工只能在网络的分布式节点达成共识并确认矿工提供的区块哈希是有效证明的情况下才能验证新区块中的交易并将其添加到区块链中。工作的。

股权证明（PoS）

作为工作量证明的替代方案，2011 年提出了权益证明共识算法。尽管工作量证明和权益证明具有相同的目标，但它们具有根本不同的特性。 特别是验证新块的过程。

简单来说，权益证明共识算法用一种机制取代了工作量证明挖矿，其中根据参与者质押的硬币来验证临时块。 每个区块的验证者（也称为 minters 或 minters）是由他们自己的加密货币投资决定的，而不是分配的计算能力的多少。 每个股权证明系统都可以不同地实施该算法，但总的来说，区块链由随机选举过程保护，该过程考虑了节点财富、硬币年龄（硬币被锁定或抵押的时间）和随机因素。

以太坊区块链目前基于工作负载共识算法，但最终将推出 Casper 协议，将网络从工作负载共识切换为权益共识，以增加网络的可扩展性。

为什么共识算法对加密货币至关重要

如前所述，共识算法对于维护加密货币网络的完整性和安全性至关重要。 它们为分布式节点提供了一种就正确版本的区块链达成共识的方法。 就区块链的当前状态达成共识对于数字经济系统的正常运行至关重要。

工作量证明共识算法被认为是拜占庭将军问题的最佳解决方案之一，它可以将比特币创建为拜占庭容错系统。 这意味着比特币对攻击具有很强的抵抗力，例如 51% 攻击（或多数攻击）。 不仅因为网络是去中心化的，还因为工作量证明算法。 挖矿过程中涉及的高成本使得矿工很难也不太可能投入资源来破坏网络。