雷鋒網AI金融評論按：本文作者為中國信息通信研究院（工信部電信研究院）專家敖萌博士，雷鋒網獨家特約文章，雷鋒網(公眾號：雷鋒網)與信通院子公司泰爾英福聯(lián)合首發(fā)。未來，敖萌博士原創(chuàng)的區(qū)塊鏈系列文章還將繼續(xù)刊出，敬請關注！ 

區(qū)塊鏈是一種分布式總賬技術，區(qū)塊鏈和傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)之間的關系，一般如下圖所示：

傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)是為了解決單機性能不足，某些應用中需要更大的存儲、更強的計算能力而產生的技術。而區(qū)塊鏈則是為了解決各個節(jié)點互不信任，又需要協(xié)同工作而產生的。

區(qū)塊鏈與不同分布式系統(tǒng)的重要區(qū)別就是——區(qū)塊鏈之間的各節(jié)點是通過信任算法而實現(xiàn)相互信任，而一般的分布式系統(tǒng)可以通過信任一個共同的中心來實現(xiàn)相互信任。

區(qū)塊鏈的基礎是P2P分布式網絡、加密算法和共識機制。在這些基礎技術中，共識機制是至關重要的?？梢哉f共識機制是區(qū)塊鏈技術的核心，共識機制對于一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)來說就是它的靈魂。共識機制很大程度上決定了整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)節(jié)點間的相互信任程度，也決定了其他使用者對于區(qū)塊鏈上數據的信任程度。

從技術上看，區(qū)塊鏈與普通分布式系統(tǒng)，尤其是分布式數據庫最大的區(qū)別就是“去中心化”，而正是共識機制決定了一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)“去中心化”的程度。

通常，我們把區(qū)塊鏈分為兩大類：一種是公有鏈，一種是非公有鏈。這兩種區(qū)塊鏈的核心區(qū)別在于：參與共識的節(jié)點是否是受控的。

對于公有鏈來說，互聯(lián)網上的任何計算機都可以通過運行相應的區(qū)塊鏈程序，參與整個區(qū)塊鏈的共識；而對于非公有鏈來說，通常需要獲得之前區(qū)塊鏈節(jié)點中大部分節(jié)點的同意，或者通過其他某種機制，獲得參與共識的權力。 

對于公有鏈來說，共識機制面臨的最大問題就是：根本不知道有多少個節(jié)點在整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)中。想像一下，一個團隊在做一項決策時——假設需要決策去爬山還是去玩水，每個人都不知道隊伍里面有多少人，每個人該怎么合理的做出自己的決策，以便讓團隊行動一致？ 

投票確定？別逗了，你都不知道一共有多少人，怎么制作選票、發(fā)放選票、最后確定少數和多數？ 

有一個辦法，把所有人拴在一起。然后想爬山的就往山那邊走，想玩水的就往水那邊走?？纯醋詈笳w移動方向是哪兒，你就知道有可能大多數人的選擇，然后跟著走就好了。 

在公有鏈中，我們只能通過比較力量或者類似的辦法來進行決策。比較力量的共識機制，我們通常叫它PoW（Proof of Work 工作量證明機制）。 

比較力量的共識有一個的缺陷，大家的力氣都耗費在了拼力量中，最后沒勁兒爬山或玩水了。所以，很多人提出了PoS（Proof of Stack 權益證明機制）一類的算法，利用區(qū)塊鏈上的Token，將Token轉換為選票來投票決策。（注意，這里Token賬戶數量對應的是系統(tǒng)用戶，而之前說不知道總數是不知道服務器數量。本質上，PoW是在“系統(tǒng)運維人員”之間進行共識，而PoS一類的算法，相當于在“系統(tǒng)用戶”之間進行共識。）這種機制，在公平性上也存在著很多爭議。 

對于非公有鏈來說，情況簡單了很多：每個節(jié)點都知道總共的節(jié)點數，我們只要簡單投票就可以了。但是，誰來組織投票？誰監(jiān)票誰唱票？ 

PBFT算法是一個經典的解決這個問題的辦法（詳見本系列第八篇，拜占庭容錯）。PBFT的核心方法就是：每個節(jié)點都告訴其他所有節(jié)點自己的選票是啥，這樣，就不需要有人組織投票，有人監(jiān)票和唱票了，每個節(jié)點都有其他節(jié)點的投票結果，于是每個節(jié)點都按照多數票的決議來執(zhí)行就好了。 

人們對于PBFT算法也有關于公平性方面的爭議，對于一個包含有Token的系統(tǒng)，投票的權力和Token無關，導致作惡成本降低，在涉及到Token的重大問題上，可能會由于經濟誘惑而導致作惡節(jié)點數量超過算法限制。（也就是說，這是運維人員之間的共識，和用戶關系不大。） 

而在沒有拜占庭容錯需求的分布式總賬系統(tǒng)中，還有效率更高的RAFT\PAXOS等算法，但是一般我們認為，沒有拜占庭容錯需求的分布式總賬系統(tǒng)不是區(qū)塊鏈系統(tǒng)。因此，這些算法單獨使用的話，并不能作為區(qū)塊鏈系統(tǒng)的共識算法。但是，他們可以通過和DPoS等算法結合，發(fā)揮重要作用。

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