以太坊的重要转折:共识机制 POW 到 POS 的过渡|猿创征文

极客飞兔
2021年博客之星后端领域TOP3
2022-06-17 10:05:31

目录

  • 一、什么是区块链
  • 二、什么是挖矿
  • 三、共识机制的分类
  • 四、以太坊共识机制升级的必要性

一、什么是区块链

  • 区块链其实就相当于一个 去中介化的数据库,是由一串数据块组成的。它的每一个数据块当中都包含了 一次比特币网络交易的信息,而这些都是用于验证其信息的有效性和生成下一个区块的。
  • 典型的区块链是由一系列区块构成,区块由 前鉴(Pre-Hash)、成块时间(Block Time)和记录 组成。
  • 前鉴: 类似于档案上的封条,用于保证区块的内容不被更改。区块链的每一个块,通过计算机运算,形成一个Hash值(即封条),并把它存到第二个块的前鉴中。这个Hash值是唯一的,块的内容发生改变,Hash值也会发生变化,这样就保证块的内容不可被更改。区块链设计的巧妙之处就在于,后一个块保存了前一个块的Hash值,块与块之间相互链接,就形成了区块链。
  • 成块时间: 用于记录一个区块形成的时间。
  • 记录: 用于记载所有需要被保存的信息,可以是交易信息,也可以是一句话或者其他。

区块链

二、什么是挖矿

  • 从前面我们可以知道区块链是一个一个块链接而成的,单个计算机之间根据区块链的规则达成共识,并且每一次将新交易打包至链上,所有计算机都需要经历达成共识的全过程。
  • 在工作量证明机制中,计算机之间以竞赛的方式解决复杂的数学问题。网络会给第一台解决问题的计算机提供经济奖励,这激励着计算机背后的人不断更新并运行节点,这一过程俗称为挖矿
  • 因为挖矿的人很多,为了解决 区块链同步以及伪造链攻击,必须增加挖矿难度,增加难度的方法叫做 POW(Proof of Work,即工作量证明)算法,也就是我们常说的 共识机制

挖矿

三、共识机制的分类

  • 共识是一个支撑整个区块链世界的重要概念。如何在不信任网络中任何参与者的情况下,验证上面发生的交易,这是一个非常难以解决的问题,而区块链为了解决这个问题,引入了 共识机制
  • 工作量证明(PoW): 基本上,经验证为合法的交易,可以安全地添加到区块链上。这也是比特币区块链以及当前以太坊区块链在实施的规则。而因为挖矿的存在,富人的计算机设备更好,将会导致富者衡富
  • 权益证明机制(PoS): 相对于上面的共识机制而言,权益证明机制 则是利用惩罚的风险和一些经济激励来 约束/激励 参与者。在此过程中中,参与者筹备资金需要他们 质押 自己的资金,并换取进入随机选拔程序的资格。被随机选中的计算机需要验证下一批即将到来的交易。当随机选中的计算机正确地处理交易,也就是在权益证明机制的限制范围内,才可以获得奖励。如果被网络随机选中的参与者违反了权益证明机制的规定,那么这个参与者质押的资产就会减少甚至会亏空。

四、以太坊共识机制升级的必要性

  • PoW 共识算法 因为耗电量巨大,会造成能源消耗和污染。另外它会滋生出中心化的矿池,拥有强大算力的矿池会带给整个生态恶性的影响。
  • PoW共识机制 牺牲了网络的交易吞吐量和扩展性,由于 Gas机制 的存在,当全网交易量膨胀时很容易造成高额手续费,所以 ETH 需要完成共识机制的升级转换,应用 PoS 分片技术 大幅提高区块链网络性能

机制对比

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黄宇琪 06-22

感谢分享,关注”菜鸟实战”,相互支持、鼓励进步

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@黄宇琪 谢谢支持
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优质好文,必须三连
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@starry陆离 谢谢支持
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大佬写的好详细啊
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@黎小姐的猫 谢谢支持
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细节满满!

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@吉帅振的网络日志 谢谢支持
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文章内容丰富,细节满满,强
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@前端小刘不怕牛牛 谢谢支持
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区块链,牛的,买了几本书还没开始看.

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@盼小辉丶 谢谢支持
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不错,值得品味
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@Never Hanoi 谢谢支持
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细节满满

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@Developer 小马 谢谢支持
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Lansonli 06-17

写得很好啊,内容细节满满,必须支持,期待来我文章指点指点

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@Lansonli 谢谢支持
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搞得我想研究一下区块链了

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@机器未来 谢谢支持
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写得很好啊,内容细节满满,必须支持,期待来我文章指点指点

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@Albert Edison 谢谢支持
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鹏程933 06-17
好文章必须收藏慢慢消化
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@鹏程933 谢谢支持
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这也太细了

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@Developer 小马 谢谢支持
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大佬写的超级通俗易懂
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@程序员亮仔 谢谢支持
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好强啊,慕了
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@微凉秋意 谢谢支持
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大佬写的很详细哦

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@程序员爱摸鱼 谢谢支持
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大佬写得很到位
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@小鹏linux 谢谢支持
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真的强
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@祺祺祺有此理 谢谢支持
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