云课 |区块链关键技术之一：共识算法

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摘要：区块链是一个去中心化的分布式账本数据库。基于去中心化和分布式的特点，区块链系统会存在一致性和信任的问题。如何让不可信的参与者达成共识，就需要依赖可靠的共识算法。

本文分享自华为云社区《【云小课】应用平台第十八课区块链关键技术之一：共识算法》，作者：阅读风云。

究竟什么是共识算法？

所谓共识，字面意思就是大家都同意。例如，在篮球比赛中，为了正常进行比赛，所有参与者必须就比赛规则达成共识。简单来说，共识算法是指区块链网络中的一组规则，允许所有参与者通过算法手段就某个结果达成一致。

为什么区块链需要共识算法

如果没有共识算法，在去中心化的区块链网络中，每个参与者都有一个账本，任何人都可以为所欲为如果你篡改了账本的内容，然后说你的账本是合法的，不是t 系统搞砸了。没有规则，也没有圈子。作为区块链技术的核心和基础，共识算法就像一个国家的法律，使区块链能够实现交易的去中心化，保证每笔交易在所有记账节点上的一致性。和正确性，并得到所有相关方的认可。

那么区块链技术的第一个应用比特币是如何解决这个问题的呢？中本聪在比特币白皮书中提到，工作量证明（PoW：Proof of Work）被用作比特币的共识算法。 PoW 简单理解就是通过工作量来抢夺决策权。获得多少记账权（例如比特币）的机会越大。

除了工作量证明，区块链系统中常见的共识算法有哪些？

共识算法示例

由于区块链系统的去中心化、开放性、可扩展性等特点，需要不同的共识算法来实现不同的应用场景，所以共识算法的种类很多，比如PoW（Proof of Work）、PoS (Proof of Stake), DPoS (Delegated Proof of Stake), Practical Byzantine fault tolerance algorithm PBFT (Practical Byzantine fault tolerance), PoA (Proof of Authority), PoET (Proof of Elapsed Time), PoC (Proof of Capacity), PoSpace （空间证明）等

接下来简单介绍一下区块链应用中这三种常见的共识算法：PoW（Proof of Work）、PoS（Proof of Stake）、DPoS（Delegated Proof of Stake）Proof of Stake）。如图：

三种共识算法的比较和差异请参考下表1-1：

一般来说，每种共识算法都有自己的优势，所以需要根据实际应用场景选择合适的算法。

PoW 主要依靠计算机性能来确定簿记。业绩越高，获得记账权的机会就越大；但这会导致大量的资源浪费。这时PoS的PoS出现了，主要是为了解决PoW机制中大量资源浪费的情况，即参与者持币时间越长，问题越简单，挖到的概率越大硬币;但很容易产生垄断。在 PoS 的基础上，设计了委托权益证明 DPoS，类似于投票的共识算法。与PoW和PoS相比，DPOS机制最大的优势之一就是共识周期要短得多。

共识算法在华为云中的应用

华为云区块链服务（简称BCS）支持Hyperledger Fabric增强版和华为链服务，主要应用是快速拜占庭容错共识算法（FBFT）和Raft（CFT）共识算法，请参考下图两种共识算法的介绍：

1.Hyperledger Fabric 增强版：支持快速拜占庭容错共识 (FBFT) 和 Raft (CFT) 共识算法。

以Hyperledger Fabric为核心区块链的关键技术，基于华为云的全栈可信能力，包括弹性服务器、企业级容器、安全、人工智能服务，在保持社区无缝连接方式的同时，具有高可靠性。 、性能和隐私保护已得到增强和改进，以满足企业级和财务级的业务需求。

2.华为链服务：支持Raft（CFT）共识算法。

基于BCS自主研发的区块链核心区块链的关键技术，结合可信硬件，具有高安全性、高性能、高扩展性、强隐私保护等特点，满足企业和金融层面的可信和协同需要。

下期公告

听完区块链共识算法的介绍是不是很惊喜？下一期，小编将继续带大家一起学习讨论区块链技术：智能合约，敬请期待，记得关注哦~~

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