常見共識機制- PoW&PoS&DPoS
2022/06/14閱讀時間約 3 分鐘
區塊鏈是一種分散式帳本，透過節點幫忙打包/驗證交易資訊，並記錄至區塊鏈中，以維護整個區塊鏈的運作。在區塊鏈的世界中，沒有中心機構介入，所以需要依賴各節點的共同治理。
為了使分散式帳本上的資訊保持一致，區塊鏈必須制定一套遊戲規則，讓各節點遵守，並透過獎勵機制誘使更多節點加入，維持區塊鏈運行，而該遊戲規則稱作「共識機制」。
舉例來說：
數學老師在黑板上出了一道數學題目，並告知班上同學：「最先解出答案同學就可以獲得100元」。對應區塊鏈角色如下：
區塊鏈：老師
節點：同學
共識機制：解數學題
獎勵：100元
一、POW(Proof-Of-Work)工作量證明
工作量證明，透過節點算力來挖礦，是最早出現的共識機制，透過大量消耗電腦計算資源(CPU、GPU、ASIC)、電力來解一道數學題，爭取記帳的機會，取得記帳機會的節點就可以獲得相對應的獎勵。
優點：
1. 去中心化程度高
2.公平 : 任何想參與挖礦的節點都能輕易加入
3.安全性高: 需控制全世界51%的算力才有辦法破壞該區塊鏈
缺點：
1.挖礦設備昂貴: 需具有高算力的電腦
2.耗費電力: 全世界數百萬台節點貢獻算力解數學題，但只有一台
會拿到記帳權， 其他都做白工。
3.交易速度慢: 交易被打包必須等數學問題解完，才會記錄進區塊鏈。
二、POS (Proof-of-Stake)
權益證明，透過持幣來挖礦，節點需要質押加密貨幣在區塊鏈上，平台會依據質押加密貨幣的幣齡(幣齡 = 代幣質押的天數 × 質押的幣數)隨機挑選節點，並賦予記帳權。在PoS機制中，幣齡越高，被挑選到的機率就越高。當節點被賦予記帳權後，幣齡會歸零，重新計算，降低特定節點主導權。
優點：
1.挖礦設備不貴:一般算力的電腦即可
2.節省耗能: 不需透過PoW機制耗費大量算力及電力
3.安全性高: 需控制51%的幣齡才有辦法破壞該區塊鏈，而且當節點被發現作亂，區塊鏈平台會沒收惡意節點的質押加密貨幣。
缺點：
1. 貨幣流動率低: 擁有龐大加密貨幣的富人為了讓幣齡上升，增加挖礦
機會，進而囤積加密貨幣。
2.通貨膨脹: 當區塊鏈發生硬分叉(Hard Fork)成兩條鏈，節點在兩條鏈上都算有質押，並可以得到這兩條鏈的加密貨幣，進而造成加密貨幣的通貨膨脹。
三、DPOS(Delegated Proof-of-Stake)權益委託證明
代理權益證明，透過投票來挖礦，是PoS的延伸版，引入代議民主的觀念，透過質押加密貨幣作為選票，以投票方式選出代表人，並由代表人完成記帳行為。若代表人表現不佳或有意危害全體利益時，加密貨幣持有者可以收回選票，代表人就會被除名，由新的代表人(一樣投票方式選出)補上。
優點： 1.挖礦設備不貴:一般算力的電腦即可
2.節省耗能: 不需透過PoW機制耗費大量算力及電力
3.交易速度快: 大幅降低驗證節點數，進而降低確認驗證節點的時
間。
缺點：
1. 權力過於集中: 投票意願低會造成見證人少，使的區塊鏈權力
過度集中
不可能的三角
區塊鏈中不可能的三角指的是去中心化（Decentralization）, 可擴展性（Scability）, 安全性（Security）。
目前沒有共識機制可以同時解決這三個問題，PoW則維持了去中心化的特性，但去犧牲了交易速度。DPoS很明顯削弱了去中心化，提升了交易速度(可擴展性)。
每個共識機制的設計都有其用意，而目前整個區塊鏈都還在發展的早期，期待未能出現一套共識機制將不可能的三角變成可能。
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