在学习区块链技术的过程中，势必需要了解一些关键的概念等，像共识机制、加密协议、分布式存储等等，这些都是在学习过程中需要了解的点，然后再由点发散到面。那么今天先来讲一讲关于区块链的共识机制，之后再继续更新关于区块链的其他了解。
一、 共识机制是什么？
复杂来说，共识机制，是一种多方协作机制，用于协调多方，让多方共同接受一个唯一的结果，这个过程难以被欺骗，且持续稳定运行。 简单来说，用一个例子，当我把我的想要从支付宝中提取一笔钱转账到自己的银行卡中，那么不管是哪个银行，都应该承认我这笔交易是有效的，都应该承认支付宝中的钱就是通用的RMB，这就是我理解的共识。
二、区块链的类别
在区块链世界中，根据共识算法和应用场景，区块链分为三类：公有链、联盟链和私有链。
- 公有链是完全开放的分布式系统，其中的节点可以自由的加入、退出，而不需要经过审核，像比特币、以太坊就是最典型的公有链。而由于是完全开放的分布式系统，共识机制需要考虑的除了普通节点外，还有故障节点和作恶节点，并确保最终结果的一致性。
- 联盟链是相对开放的分布式系统。新节点想要加入，都是需要经过验证和审核的。联盟链大多存在于企业之间，对于数据的安全性要求较高，需要考虑故障节点和作恶节点，确保最终结果的一致性。
- 私有链是封闭式的分布式系统，由于是封闭式的，就无需去考虑故障节点和作恶节点。
三、多种共识机制
1、PoW 共识机制
PoW 也就是 Proof Work，工作量证明。按劳分配，多劳多得的工作模式，是比特币所使用的共识机制，也就是“挖矿”。
PoW 是指系统为达到同一目标而设置的证明方式，用来确认你是否有完成对应的工作量。算力决定一切，谁的算力强，谁挖矿成功的概率也就越大
- PoW 应用的典型就是比特币，即所有节点进行竞争，区块链需要生成新的区块来进行记账，而竞争者就是通过计算机的算力进行计算，计算出特定的 nonce 的值，谁能够先计算出这个值，就先开始记账，同时把解出的答案发布给其他节点进行验证，验证有效后，该竞争者就能够获得这个区块带来的盈利。同时，所有竞争者开始下一轮的竞争
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PoW 的优缺点
优点：（1）完全的去中心化（任何人都可以加入挖矿）（2）节点可以自由的加入、退出（3）安全，被破坏的概率小
缺点：（1）效率低（2）对节点的性能环境要求较高（3）可能会出现分叉（4）比特币的挖矿产量逐渐减少，这可能会导致将来矿工数量的减少而出现问题
2、PoS 共识机制
相对于 PoW 太过于浪费资源、总是重复的进行 hash 计算来说，人们开始讨论更好的共识机制，也就是 PoS 的出现。
PoS 也就是 Proof of Stake，权益证明。按资分配，钱多的越来越有钱，钱少的越来越穷。
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Peer Coin 是最先采用 PoS 共识机制的数字货币，在 Peer Coin 中，引入了币龄和币天的概念，币天就是持有货币的天数，币龄=币的数量*币天
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在每一轮竞争开始前，以自己一定的币龄进行下注，成为验证者，而这时会随机的选出一个记账者，同时把他的币龄清空，并根据币龄给予一定的利息。而这个“随机选取”，其实根本上是根据谁下注的币龄更多，从而增加他被选到的概率。这也就是为什么说，钱多的越来越有钱，钱少的越来越穷
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PoS 的优缺点
优点：（1）PoS 省去了无用的 hash 计算的时间（2）PoS 由于是验证节点，有质押的机制，对于作恶者可以及时做出相应的惩罚（3）PoS 均衡性比较好，人人都可挖矿
缺点：（1）PoS 需要一定的竞争资本（2）由于是按资分配，谁更富有，谁就可能获取更多的利润，这样容易出现少数人获取多数资产的情况
3、DPoS 共识机制
尽管 PoS 已经对 PoW 的诸多不足进行相应的改进，但是 PoS 依旧还是存在各种的问题。其中“权力集中制”最为明显。在 PoS 机制中，根据“本金”的多少来进行选择，会导致富有的账户获得更多的权力和利润，甚至可能支配记账权，导致最后变成了几个“富人”的游戏。
DPoS 也就是 Delegated Proof of Stake，授权股权证明机制，是基于 PoS 的，类似与投票选举，由被选举的节点来记账，类似于民主制度。
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与 PoS 共识不同，DPoS 机制下，权益小的节点也有机会来行使记账的权利，只要选举时投的人足够多。但是要注意的是，DPoS 是基于 PoS，因此资产多的人在其中依旧能够享有更多的权利，也就是在投票过程中，竞选者拥有的货币数量越多，投票占比就越大。
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同时，选举出来的节点一旦滥用权利、不作为、胡作为，就会被其他节点举报并被剥夺相应的权利。
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DPoS 的优缺点
优点：（1）记账节点更少，交易速度更快（2）更加安全，确保最终一致性（3）更加节省资源
缺点：由于节点是由投票产生，就会出现贿赂、一个人操纵多个节点的情况存在，严重影响到去中心化的本质
4、Raft 共识机制
对于联盟链和私有链来说，PoW、PoS、DPoS 可能并不是非常适用，由此产生了 Raft 共识机制
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一个 Raft 集群通常有 5 个节点，允许系统有两个故障节点（因为至少要 N/2 +1 个节点投票）。每个节点有三种状态： leader、follower、candidate。正常状态下，仅有一个 Leader，其他均为 follower。follower 是被动的，不会主动发起请求，只能对 leader 和 candida 的请求做出响应。leader 处理所有客户端的请求，candidate 状态用来选举。
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选举leader只会在两种情况下发生：1）第一次启动Raft集群的时候；2）一个已知存在的Leader故障的时候；
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Raft 的优缺点
优点：（1）速度快，传输效率高（2）无需挖矿，更加节能（3）不需要考虑分叉，更简单 缺点：Raft 过于依赖 leader，可以说缺少了去中心化这一数字货币的特色，所以一般 Raft 共识只用于联盟链或者私链中。
