3.3. 区块链会不会消耗大量电力和算力？ ——共识算法（DPOS）简介

说到区块链技术，很多人都会指出区块链的种种不足，而很多观点是由于对区块链缺乏更深入的了解，而本文的几篇文章将通过共识机制进行介绍反驳一个普遍的误解。

误解：区块链技术的应用会浪费大量的电力和算力成本，因此没有应用前景。

误判：这种错误观点把比特币和区块链混为一谈，因为比特币新区块的产生需要矿工去挖矿，需要矿机进行大量的计算，也很浪费电能。 但这是因为比特币采用的是POW共识算法，但是除了POW之外，还有很多其他的共识算法。 目前常见的共识算法有POW、POS、DPOS、PBFT、DBFT等。

0. 什么是共识算法

共识算法是指证明区块的正确性和所有权，帮助各节点达成共识的算法。

1. POW共识算法（本系列文章3.1）

POW共识算法，即工作量证明，是指通过AND或运算计算出一个满足规则的值，最快计算出该值的人获得该时间段的记账权。 POW 算法最著名的应用是比特币。

2. POS共识算法（本系列文章3.2）

POS共识算法，即权益证明，是指一类算法，其特点是按照各节点持有代币的比例和时间，按比例降低挖矿难度，从而加快搜索速度随机数。 POS算法是在PPS币的白皮书中提出的。

3. DPOS共识算法

DPOS共识算法，即Delegated Proof of Stake（股份授权证明机制）。 这种共识算法类似于董事会的投票。 持币者决定一定数量的节点，这些节点代表全网所有节点进行验证记账。 BitShares (BTS) 和 EOS 都引入了这种算法。

3.1. 算法介绍

假设有一个班级有很多学生。 表现好的同学可以得到老师送的小红花，可以用来换取电影票。 现在老师为学生管理日记，日记记录学生获得或使用小红花的记录。

上一篇日记本采用POS共识机制，即老师根据每个学生手中小红花的数量，给学生相应比例的小球，然后从中抽取一个小球。包含所有小球的黑盒子。 球试辨析区块链与比特币的关系，从而在日记中挑出记录这一循环的同学。 但是在上一篇文章中提到，持有很少红花的同学会尝试修改日记中的信息。 虽然他被选中的概率很小，但是一旦他成功修改了日记记录，对他来说将受益匪浅。 于是老师把原来的POS记账方式改成了DPOS记账方式，如下图。

首先，全班手捧的小红花总数为N试辨析区块链与比特币的关系，老师在日记本上写道：“从全班80名学生中选出10名班委。以后只能从这10名班委中选。” 于是全班开展了一场轰轰烈烈的班委评选活动，一朵小红花代表一票，而不是一个人一票。

All the students in the class who were interested in becoming class committee members held speeches one after another, declaring that after being elected, they would give students benefits such as reduced transaction costs, and win votes for themselves. In the end, the top ten students who received the most votes were elected as the class committee members. 不过需要注意的是，他们之后讨论问题的时候，并不是以得票数作为权重。 七名普通同学负责。

选出班委后，普通用户努力学习，安心交易，而10个班委各持一本日记本，为期一天，依次记录相应的交易信息。 如果一个班委没有记录他什么时候应该用日记记录交易信息，那么只在日记的那一页写日期，下一个班委在下一页记录日记。

但吃饭不干活的班委，终将被人民唾弃。 班委不承担起记日记的责任后，老师会强制全班推选一名新同学接替他担任班委。 而且即使班委不犯错，也只有一个学期的任期。 下学期要换届班委，班委可以连任。

为了补偿因记账而耽误学业的班委，班委每学期可以从老师那里得到一定数量的新红花，也可以从全班交易费中得到补偿。

至于班里每个学生的私人日记，只要十名班委确认日记内容属实，就可以放心抄录到自己的日记里了。 日子就这样平静的过着。

将故事延伸到DPOS共识机制。 普通学生是网络上的普通节点（普通用户），班委是网络上的超级节点（有记账权的节点），小红花是货币。

DPOS算法类似于人大制度。 从所有节点中选出特定数量的代理人，代表所有人进行节点交易。

3.2. DPOS的优缺点

DPOS算法，即Delegated proof of stake（Share Authorization Proof Mechanism），某种程度上，成为超级节点的节点往往持有很大比例的代币，不仅因为投票时可以为自己投票，还因为拥有更多的资产可以让普通节点相信你没有动力去破坏整个网络机制。

DPOS 的优势主要有两个方面： 1. 消除了小资破坏网络的风险。 因为小资只能轻微影响超级节点的选择，而不能直接影响账本上的记录。 2. 达成共识的时间进一步缩短，因为只需要超级节点确认记录记录，就可以形成秒级共识。

DPOS 总体上解决了很多问题，其局限性主要在于网络的带宽，这取决于外部而不是系统设计。 但是DPOS仍然是建立在代币之上的，很多商业应用不需要代币，这也是限制其商业应用的另一部分。

而在很久以前，传统的拜占庭将军问题是从PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）机制衍生出来的。 区块链采用的PBFT共识算法真正摆脱了代币，只能对信息达成共识，达成共识的时间仅为2~5秒。 PBFT算法的具体介绍会写在下一篇文章中，敬请期待。

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