中本聪共识：区块链的新宠

直到比特币和区块链的出现，共识机制迎来了由古典时期到现代时期的快速发展。区块链在现阶段的主要细分领域——公链，是一种去中心化的分布式账本系统，也是未来一切区块链商业应用的基础设施。由于点对点网络下存在较高的网络延迟，各个节点所观察到的交易事务先后顺序不可能完全一致。因此，中本聪沿用了POW工作量证明机制。工作量证明机制是一种按劳分配模式，即矿工凭借工作量的大小来争取记账的权利。工作量越大对应矿工的算力越大，其获得记账权的概率也越大。POW共识在比特币的应用中具有重要意义，也是最早和迄今为止在实践中最安全可靠的公有链共识算法，支撑了比特币系统超过10年无重大故障的平稳运行。同时，比特币采用最长链机制与难度动态调节哈希算法难度的，与工作量证明机制一起巧妙地保证了整个系统能够顺利捕获物理世界的财富价值，并通过数学将这种价值安全地储存起来并借去中心化的绝对信用背书产生增值的想象空间。

但POW共识也存在一些明显问题，例如，资源浪费。POW共识过程高度依赖区块链网络节点贡献的算力（电力）。同时，加密数字货币生态圈已经在资本和设备方面呈现出明显的“军备竞赛”态势，逐渐成为高能耗的资本密集型行业，进一步凸显了资源消耗问题。算力的中心化也是日渐严重，根据btc.com数据显示，过去一年矿池算力份额排名前五位的矿池占据了比特币总算力份额的65%，马太效应逐渐显现。同时算力过度集中还存在着51%攻击的风险。在2019年5月，BCH网络上就发生了一起“正义”的双花“攻击”。还有POW的一直被诟病的低性能，严重阻碍了比特币网络的可拓展性，这也间接催生了如闪电网络等链下扩容机制的发展。

随着Peer Coin、以太坊等“第二代”区块链公链的崛起，由Sunny Kim提出、Vitalik Buterin发展的POS（Proof of Stake权益证明）机制逐渐崭露头角。POS在POW的基础上发展而来，并受到当今区块链共识世界的推崇。

POS共识机制的提出最早源于比特币社区中对挖矿“公地悲剧”问题的辩论。2010年11月，挖矿公地悲剧（Disturbingly low future difficulty equilibrium）由Vandroiy指出并引发广泛讨论。2011年7月，数字货币爱好者Quantum Mechanic在比特币论坛首次提出POS权益证明共识机制的概念（Proof of stake instead of proof of work）。(www.xing528.com)

客观来说，POS机制的诞生的确解决了POW的部分弊端：POS机制在一定程度上避免了资源浪费，同时系统区块的自动产出缓解了由于数字资源有限性而产生的通货紧缩；POS共识机制不再像POW矿池需要现实社会中的规模经济来提高效益，算力集中垄断的情形也得到了一定缓解；就51%攻击而言，POS共识机制发起一小时攻击的成本远大于POW共识机制，因此相对而言，在原生数字资产价格水平相同的条件下，合理的POS区块链将比POW区块链更为安全可靠。

当然POS也不是完美无缺的，同样存在诸多问题。例如，无权益问题（Nothing at Stake）：用户在POS中可以同时在两个分叉上面下注，而这会导致无论哪一个分叉链后面被公认为主链，用户都可以获得奖励而没有机会成本的损失。事实上这就会干扰共识的形成。被动形成中心化：POS主网上线伊始，创世块中分配的Token绝大多数属于数量有限的项目方和早期投资人，因此POS的区块链很容易被早期用户垄断和支配，而之后参与进来的节点或用户都在以某种形式在向早期参与者缴纳“贵族税”；很多POS依赖于BFT类算法，但是许多BFT类共识需要确定节点后才能进行下去，这会增大网络分区的概率，从而威胁到区块链的安全。

以POS衍生出的dPOS共识借由BTS、STEEM、EOS三个项目大放异彩，成为2018年之后最受欢迎的公链共识机制。发明人Daniel Larimer圈内人称BM（Byte Master）以石墨烯工具组开发出的dPOS共识机制参考了现实世界中的代议制、民主体制，在dPOS机制中将参与Staking的门槛抬高，一定程度上在牺牲了去中心化程度的同时显著提高了TPS，但也引发了相应的财阀治理与用户投票迷因化等相关问题。