前言

区块链网络是去中心化的，没有中央权威方或监管机构。交易的验证和确认无疑是安全和经过验证的。这是如何实现的呢？通过共识算法！

共识算法是区块链网络的核心部分，因为它是区块链网络的所有参与者与节点就分布式账本的当前状态达成一致（共识）的协议。建立共识算法是为了确保去中心化系统中所有代理或利益相关方可以就一个事实达成一致并就有分歧的问题进行讨论。共识算法确保系统具有容错性和可靠性。

什么是区块链共识算法？

共识算法是一组管理节点参与区块链生态系统的规则，它使区块链网络和建立在其上的所有协议能够享受到区块链的可靠性并能确保各参与节点之间的高度信任。

区块链共识算法是一种智能机制，可确保用户或节点在分布式环境下相互协调与协作。共识算法对区块链网络的运行至关重要。

在区块链网络这样的去中心化环境中，多个参与节点和利益相关方可能持有不同的意见。如何就不同意见达成一致并确保每个参与节点都支持这个决定？共识算法就提供了达成一致的方法。

区块链网络有分布在世界各地的服务器、节点、矿工和利益相关者。所有这些参与者必须达成共识，以验证交易或区块是否准确。共识算法使网络更加可靠且高度安全。共识算法旨在实现区块链网络中的几个目标。

区块链共识算法的运行原理是什么？

区块链网络是稳健的、去中心化的。开发人员可以在区块链网络上构建任何东西，也可以自由选择他们希望在自己的协议中部署什么样的共识算法。
您可以部署的主要的共识算法及其工作方式是：

工作量证明(PoW)共识算法

工作量证明共识算法是区块链网络存在时间最久、使用人数最多的共识机制。在工作量证明中，参与节点通过挖矿来验证交易并创建新块，这些节点即被称为矿工。

工作量证明共识机制要求矿工使用算力解决复杂的数学难题。该共识算法使用的挖矿工具包括GPU、CPU、ASIC和FPGA等。

使用工作量证明共识算法的区块链协议有：比特币、莱特币、Primecoin、Zcash、门罗币等。

权益证明（PoS）

权益证明机制被认为是最好、最环保的共识算法之一。权益证明共识算法通过验证者而非矿工工作。贡献节点是可以为每个人创建新块的验证者。PoS共识算法可以节省能源并减少验证交易或创建新区块所花费的时间。

Dash、Peercoin、Pivx、Reddcoin和Ethereum2.0等区块链协议均使用权益证明算法。

工作量证明（PoW）共识算法的优点

工作量证明（PoW）共识算法的显著优点包括：

安全级别高：工作量证明算法确保区块链协议的高度安全。要绕过安全防火墙并破坏部署PoW机制的区块链网络是一件很难的事。

去中心化交易方式：工作量证明机制的交易处理方式是去中心化的。即使交易双方没有任何联系和信任，也可以正常交易。所有利益相关者之间的统一协定将确保验证是准确的，并且公共账本的状态是实时更新的。

加密奖励：使用工作量证明机制的区块链协议会用加密货币奖励矿工。在挖到新区块或成功验证一笔交易后，矿工都会获得加密奖励。

工作量证明共识算法的缺点

工作量证明共识算法的缺点包括：

高能耗：工作量证明共识算法的计算方式会消耗大量能源。挖矿是一种能源密集型活动。

交易速度慢，网络拥堵：PoW机制需要花费很长时间来验证一笔交易。大多数时候，交易会堆积起来等待验证，PoW就需要比平时更多的时间来验证交易的有效性。

权益证明(PoS)共识算法的优点

权益证明(PoS)共识算法的显著优势包括：

节能：权益证明中的区块验证者不参与解决算法或难题。因此，验证和质押过程消耗的能源较少。

可扩展：部署权益证明共识算法的区块链协议可扩展性更强，使用起来也更加方便。它还支持分片等扩展技术。

权益证明共识算法的缺点

权益证明共识算法的缺点包括：

机制复杂：权益证明共识算法涉及一些相对复杂的机制。比如说，选择区块验证者。

初始分配：成为PoS中的验证者需要您拥有一定的代币。如果您不符合初始分配要求，您就不符合资格。

结语

共识算法对区块链的运营至关重要，它规定了确保所有参与节点、矿工和利益相关方达成一致的程序和规则。达成一致后就可以验证交易、创建新区块或进行关键更新。

除了工作量证明和权益证明共识机制之外，您还可以根据开发人员的偏好和协议用例部署其他几种共识机制，包括容量证明（Proof of Capacity）、重要性证明（Proof of importance）、拜占庭容错（Byzantine Fault Tolerance）等。

因此，比较明智的做法是为区块链项目选择最合适的共识机制，以避免上面提到的一些问题。