一、区块链如何重新定义数据,区块链的数据可以更改吗

区块链的技术原理是什么?

区块链技术涉及的关键点包括：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集体维护（Collectivelymaintain）、可靠数据库（ReliableDatabase）、时间戳（Timestamp）、非对称加密（AsymmetricCryptography）等。

区块链技术重新定义了网络中信用的生成方式：在系统中，参与者无需了解其他人的背景资料，也不需要借助第三方机构的担保或保证，区块链技术保障了系统对价值转移的活动进行记录、传输、存储，其最后的结果一定是可信的。

扩展资料

区块链技术原理的来源可归纳为一个数学问题：拜占庭将军问题。拜占庭将军问题延伸到互联网生活中来，其内涵可概括为：在互联网大背景下，当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时，人们如何才能防止不会被其中的恶意破坏者欺骗、迷惑从而做出错误的决策。

进一步将拜占庭将军问题延伸到技术领域中来，其内涵可概括为：在缺少可信任的中央节点和可信任的通道的情况下，分布在网络中的各个节点应如何达成共识。区块链技术解决了闻名已久的拜占庭将军问题——它提供了一种无需信任单个节点、还能创建共识网络的方法。

参考资料来源：百度百科-区块链

为什么区块链将重新定义世界

比特币背后的技术建立起了一个可依赖的账薄，从而改变很多人的生活，其意义远远超过加密货币的范畴。

1，当洪都拉斯警方在2009年某天冲进MarianaCatalinaIzaguirre家里并要驱逐她离开的时候，她已经在这个破旧的房屋住了三十多年。与她的邻居不同，MarianaCatalinaIzaguirre甚至都有政府的房屋证明，但很不幸，来自当地政府房屋委员会的资料显示，该房屋署与另外一个人，而这个「房主」向法院申请驱逐令，最终Lzaguirre女士被迫离开。

由于登记不详或记录丢失，这类扯皮的事情在全球都很普遍。房屋所有权保障的缺失也是不公正的源头。也从让利用房屋或土地作为抵押物进行融资等等变得困难。

比特币可以让这类问题消失，比特币是一种基于加密算法的「聪明」货币，我们更应该关注的是比特币背后的技术：区块链。它的意义要远远超越货币或现金。它创造的一种解决彼此之间不信任的记账方式。

这正是政客们咨询Factom公司来清理洪都拉斯财产机构的原因，Factom是一家美国的创业公司，为基于区域链的土地登记提供一种原型。希腊也对此产生了兴趣，它没有合适的土地登记政策，只有7%的土地在绘出的地图上是正确的。

2，区块链与相似的「分布式账簿」的其他应用可以扩展到阻止钻石偷窃与超市流水线。NASDAQ交易所很快就会用区块链系统来记录私有企业的交易。英国银行以不喜欢科技文明，但看起来也被刺激了：它在去年的研究报告中写到，分布式账簿是个了不起的创新，会对金融业有着深远的影响。

政客则想得更远：当合作伙伴与左翼聚集在今年的巴黎的OuiShareFest来讨论草根企业是如何撼动了大型数据公司如Facebook的时候,区域链出现在了每一场演说中。在世界的自由梦想里，更多的政府规范被个人间的私人合同所取代——加密算法会自行加强。

区块链由SatoshiNakamoto所设想，了不起且至今唯一被确认身份的比特币创始人——「完全对等的电子货币」，他在2008年发表的文章里写道。为了让它像货币一样，比特币必须要从争取的账户里转移，可以被同一个人消费两次。为了实现Nakamoto这样去中央化的系统的梦想，比特币必须避免任何对第三方的依赖，例如隐藏在普通支付系统背后的银行。

而区块链可以替代第三方。它可以容纳每个比特币的交易历史，提供任何时间任何人物的证据。分配系统可以在几千台电脑中复制——比特币的「节点」——在全世界的每个地方，并可以公开。但即使有如此的公开性，它依然是可信的，安全的。数学算法的复杂性与建在它的「共识机制」——节点同意根据比特币流通来升级区块链的处理过程——内的计算暴力破解保证了这一点。

举个例子，Alice希望给Bob支付租赁服务。他们都有着比特币钱包——一种直接通往区块链，而不是像浏览器通往网页但没有识别系统内的用户的软件。Alice的钱包开始提出申请的时候交易开始了，区块链开始改变，以显示Alice的钱包少了一些，而Bob的多了一些。

网络在此过程中需要通过数个阶段来完成改变。当申请通过网络内多个节点检查，检查账本，确认Alice是否有她想要花费的比特币。如果一切看起来没问题，特定节点会指令miners捆绑Alice的请求连通其他相似的有信誉的交易，在区块链中创造一个新的模块。

这其中牵涉到需要通过给加密一个散列函数来将模块分解为一系列指定长度的数据（见图表）。像许多加密一样，这种散列是一条单行路。数据分散可以，但反过来由分散聚合为数据是不可能的。但是尽管散列并不容纳数据，它依然是独特的。通过任何一种方法来改变进入模块——通过简单的一个数码来改变交易——散列就会不同。

3，随着其他的数据一起，散列会被放置在制定模块的首位（header）。首位继而变成切实数学谜题的基本，又一次涉及到散列函数。谜题只能被测试与错误解开。通过网络，miners要实验上亿种可能来寻找答案。当一个miner终于找出答案时，其他节点会迅速检查（又一次通过单行路：解决很难，但检查容易），每个节点会确认解决方法随之升级到区块链。首位的散列会成为新模块的确认线，这个模块现在是账簿的一部分了。Alice支付给Bob，模块里容纳的其他所有交易都被确认。

解密阶段引进了三种大大加强比特币安全性的东西。一个是偶然性。你无法预测哪个矿工会解决谜题，因此无法预测谁会在指定时间升级区块链，除了它必定是最用功的一个矿工，而不是其他随机的怠工者。这让作弊很困难。

第二点是历史。每一个新的首位容纳了之前模块首位的散列函数，其容纳了后者之前的散列函数，如此循环往复直至起点。这种关联让模块成了一个循环链。从账簿里的所有数据开始，重新产生最新模块的首位是一件小事。尽管在任何地方制造一个改变——甚至返回到最早的几个模块之一——改变了的模块首位会变得不同。这意味着下一个模块也是如此，以及所有以后的模块。账簿将不会通过最新的模块识别器，并被拒绝。

有没有解决的办法呢？想象一下Alice改变了支付Bob的主意，试着重写历史，这样的比特币就会还在她的钱包里。如果她是一个有能力的矿工，她可以解决亟待处理的谜题，并制作出一个区块链新版本。但是在她这样做的时间内，网络中的其余人会已经延长了原始的区块链。节点会一直在区块链最长的版本中工作。这个规定阻止了两个矿工同时找到了解决办法的情况并导致了链中出现比临时叉更糟的后果。它还会阻止作弊。为了让系统接受她的新版本，Alice需要比其他人更快地延长它。无法控制一半以上的电脑——专业术语叫做「51%的攻击」——那应该是不可能做到的。

4，且不说颠覆上述网络的可能性，另一个深层次的问题是：为什么要成为这个网络的一员呢？这个答案就是第三个「解密」步骤，而且还是有奖励的，每个新区块有新的比特币，解开谜题的人会得到25个比特币奖励，约合7500美元。

所有上述精巧的设计并非比特币真正吸引人的原因。其价值在于不稳定性和不可预测性，如下图所示，但比特币的总量却是一定的。区块链的机制也运行良好。根据一家名叫blockchain.info的网站数据，平均每天有超过12万的交易记录被添加到区块链中，这意味着大约有7500万美元的交易。目前有38万区块，这个帐本的大小将近45GB。

大多数位于区块链里的数据都是比特币，但这也不是必须的。MrNakamoto也创造一种分布式系统，并且撰写了相关阐释。科技极客们称之为：开放式平台。这个平台仿照的就是就是互联网，也包括诸如Android或Windows这样的操作系统。开发者可以开发基于区块链上基本功能的应用程序，并不用得到任何人的许可。投资多家比特币创业公司的AndreessenHorowitz公司ChrisDixon表示：这种网络最后会变成一个公开的数据库。据了解，AndreessenHorowitz公司已经投资了比特币钱包公司Coinbase以及面向大众的比特币硬件设备公司21。

目前基于区块链的应用有三大领域。第一种就是将所有建议都通过区块链的方式完成。创业公司Colu押注在这个模式，他们开发了一种算法去「润色」一些小额的比特币交易，从而使得这些交易可以代表诸如证券、贵金属交易。

保护土地或房屋签名有效性成为第二类的典型应用。比特币交易都会将签名一起加入到区块链的账本上。一家名叫everledger的创业公司用这种方式保护奢侈品，比如他们在区块链数据中记录一块宝石的质地属性，假如宝石丢失可以提供最直观的证明。Onename使用类似方式存储个人信息；注意，由于这种应用并非纯粹的比特币交易，因此你需要首先赋予更多信任，比如你需要将自己的一些准确信息告诉应用开发者。

第三种应用则有着更大的雄心，「智能合同」能够自动检测是否具备生效的各种环境。这是因为，比特币可以被编程，这样就能保证在特殊情境下的可用或不可用。

由一位知名比特币工程师MikeHearn开创的Lighthouse就是一个去中心化众包的项目。如果足够多的资金进入这个项目，那么一切就启动，如果目标没有达到，就停止。Heran认为，他的项目能够比那些以比特币协议的友商们更便宜也更独立。

5，在纽约风险资本公司AlbertWengerofUSV看来，分布式账本的出现开启了一个几乎是全新象限的可能性，这家公司已经投资了多家去中心化的公司，比如提供P2P交易的OpenBazaar。在对区块链一片欢呼声之外，也有人质疑其的安全性和扩展性。区块链在比特币上很适用，但在一些小众的应用程序上，还无法承载数百万用户的使用。

尽管Nakamoto的对区块链的设计到目前为止证明是攻坚不摧的，学术研究也认为，假如没有控制整个区块链的51%，想在区块链上做坏事几乎也是不可能的。过去比特币的玩家都局限在很小的圈子里，如今的比特币挖矿被各种大比特币池把持，在这里「池」里，小的挖矿者分享他们的努力并获得奖励。

另一个对担心则是对环境。为了获得更多比特币，挖矿者对于计算能力的要求很高，也这意味着要不断增加计算机的功耗。根据blockchain.info的数据显示，挖矿者每秒要进行45万次的计算尝试，这些都会带来巨大的能量消耗。

由于矿工们对于硬件的情况守口如瓶，外界很难知道这些计算机的具体功耗。一份粗略的计算显示，如果每个人都采用最具效率的硬件，每比特的电力消耗为2兆瓦，一年的电力消耗约为加州15000居民的用电量。

但这些围绕比特币的挥霍都是有极限的。Nakamoto当时对于比特币的设计是这样的：每兆数据中约有1400次交易，这意味着每秒的交易数为7次。相比于目前美国的确每秒1736次的Visa卡交易，比特币区块还能更大，不过更大的区块要通过花费更长时间去生成，也会增加一定的风险。

以前的一些经验或许可以参考。当上世纪90年代网络浏览器发明后，数百万的人开启了在线生活，很多预言家都预测互联网会停滞发展。但事实上互联网一直在发展中，同样道理，比特币的发展也不会停滞。更多可用于挖矿的计算设备会更节能，开发者们也会更热衷于基于比特币的平台上开发应用，并使用比特币交易，更快的网络连接也会加速比特币区块的扩大速度。

关于比特币的很多问题并非是缺乏解决方案，比特币机制的任何变化都需要得到比特币社区的许可，而要达成意见并不容易。一方主张尽快扩大比特币区块的规模从而能够成为传统支付的颠覆者，但另一方却认为如果不进行调整，现有的系统可能会在明年崩溃。

6，Hearn先生与GavinAndresen是两位比特币大亨，是比特币大交易的领头人。他们呼吁挖矿企业来安装比特币的新版本，支持更大的交易规格。一些矿工们的确遭受到了网络攻击，并且在广泛证明其需求与危险下，这次升级与系统正在被浩如烟海的微小交易逼到极限。

这一切都为比特币区块链建立一个替代品的提出奠下基础，可以优化存储分布式账簿而不是加密运行。复试链（multichain），CoinScience所提供的一个定制区块链的平台证明了可能的方向。它还提供了建立一个像比特币一样的区块链的所需资源，并可以用来建立私有链，仅对特定用户开放。如果所有用户开始相信矿工的需求，工作证据被减少或消除，那么现有对账簿的连接就变成了多余的选择。

第一个采用这样的区块链的后代的企业也许正是那些最开始失败并启发了Nakamoto的公司之一：金融。在最近的几个月，私有区块链以防止破坏的银行融资热情开始涨高。比讽刺还要讽刺的是，其中一个原因是反政府自由人士的技术诞生可以让银行在知晓它们的客户与反洗钱规则后更好地符合政府需求。但是这里还有一个更深层的吸引存在。

工业历史家们指出新能源早在最高效的处理方法产生前就存在。当电动机第一次研发时，它们就像之前出现过的巨大的蒸汽引擎机器一样。生产商花费了数十年才看到了分散的电动机可以重组他们做事的任何方面。英国银行在它的数字货币报告中写到，它也在金融行业中看到了相似的东西正在前进中。这要感谢便宜的计算金融公司已经将它们内部的工作数字化，但是它们还没有将自己的组织改变到足以与之相匹配。支付系统目前仍然是中心化的：货币的转移要通过中央银行。当金融公司彼此生意往来时，同步内部的账簿是个耗时几天的繁重任务，桎梏住了资本并带来了风险。

分布式账簿在几分钟甚至几秒钟就完成交易，对解决这些问题和实现数字化银行的承诺可能大有帮助。账簿还可以帮助银行节省很多钱：Santander银行，到2022年这些账簿可以降低行业每年高达200亿美元的账簿。供应商仍然需要证明，他们可以处理过高的比特币交易价格；但大银行已经开始推动比特币这种新兴技术标准化。其中瑞银联合银行，已提议建立一个标准的「结算货币」。R3CEV的第一要务是块环链的启动，瑞士投资银行与高盛、摩根大通和其它22家银行联合投资，为私人帐开发标准化的架构。

7，银行的问题也并不是唯一的。很多公司和公共机构都难以维护，同时还有经常不兼容的数据库和相互交流的高成本问题。这就是Ethereum想解决的问题，可以说是最雄心勃勃的分布帐项目。21岁的加拿大编程天才VitalikButerin的创作品，Ethereum的分布式分类帐可以比「比特币」处理更多的数据。它有一个编程语言，允许用户编写更复杂的智能合约，当货物到达自动支付并打印发票，或如果利润达到一定水平，自动发送给业主股息。Buterin先生希望，如此聪明的「去中心化的自治组织」的形成——基本上，虚拟企业只是给「Ethereumblockchain」设置一些运行的规则。

这样的想法可能有激进影响的领域之一就是在「物联网」——数十亿之前静音日常用品，如冰箱、门闩和草坪洒水装置。从IBM最近的一份题为「设备民主」的报告，认为不可能集中跟踪和管理这些数以十亿美元计的设备，这样的尝试也不明智；这种尝试会让他们容易受到黑客攻击以及政府的监督。分布式寄存器似乎是一个不错的选择。

Ethereum提供的可编程性，不仅仅是让人们的财产被跟踪和注册。它有一些新的用途。在各种各样的方法规则下，车钥匙中嵌入Ethereumblockchain，就可以被出售或出租，产生出租或共享汽车的新P2P。更远，一些人谈论应用该项技术，使自动驾驶的汽车成为社会公共资源。根据预先设置的程序规则，这样的车辆可以自己存储一些数字的钱来支付他们从出租燃料，维修和停车位。

8，不出所料，一些人认为这些计划过于激进。Ethereum1(「创世纪」)，8月才被开发，目前只是一个小的启动生态系统集群。虽然Buterin先生在最近的博客中承认这有点缺钱，但区块链最终繁荣的特定细节，远远少于广泛分布式帐的激情，而真实这些激情带领着初创企业和现有的大型企业，检查他们各自的潜力。尽管社会对会计师的能力总是嘲笑，但帐目确实重要。

当今世界深深依赖着复式记账法。其记录着借方和贷方的标准化系统，是理解一个公司核心财务状况的必然选择。在20世纪早期，德国社会学家的维尔纳?桑巴特声称，现代资本主义为了发展，是否绝对需要这样的簿记，值得更深入地去讨论。虽然复式记账系统始于文艺复兴时期的意大利商人，也刚好是一个时间巧合；那时候，复式记账在世界各地的传播比资本主义的传播更缓慢，直到在19世纪末才开始广泛使用。但毫无疑问，技术的根本重要性，不仅仅在于记录一个公司做什么，而是能够定义公司的未来。

帐目，不再需要由公司或政府维护，可以及时刺激新公司和政府关于工作方式的变化、对未来的期望以及当下能做的工作。没有集中记录的系统，可以一样值得信赖，因为他们也能带来彻底的改变。

这些想法虽然仍是一个只适用在几个领域的新奇事物，和他们传播能力以及被扩大的可能性。他们还面临一些未知的阻力。一些比特币的批评人士一直将其视为最新「加州意识形态」的尝试。(加州意识形态意指那种以技术拯救世人的使命感）。这只是一个编码的信任机制，而并非民主政治、合法性和问责制，很难吸引人或者授权。

与此同时，整个世界都会被数字化地记录，这也将有很多好处。如果区块链有一个基本的矛盾，也就是：即使提供了相同的过去和现在，区块链的未来会很不一样。

本文选自《经济学人》，机器之心编译出品，参与成员：黄志臻、Chen、赵赛坡

瑞泰币、莱特币、狗狗币等数字加密货币也都是利用了区块链技术。

区块链的数据可以修改吗？

理想状态是不能修改的，区块链只能增加不能修改删除。以太坊虽然可以修改删除账户数据，但是也只是状态机层面的，是通过transaction或者event进行的状态转换，之前的状态不会被修改删除。

如果是pow算法：如比特币等。用户往往会同步算力最好的新增链。而且每一个交易会有6个块的延迟。所以每当我们去制造一个假的块，我们通常需要同时将前面六个块的pow全部做出来而且这6个块累计的pow需要比真实主链（主链是多有诚实用户共同维护的）的pow高才可以保证每次都能成功，所以需要掌握51的算力

区块链数据可以修改吗？

如果是工作量证明的话，是可以修改的，但是需要投入大量的钱财，比如你要更改比特币的区块数据（比如把所有的比特币都转到你的钱包之类的...）需要占到全网算力的51%，但是这么多矿工在挖，占到全网算力的51%基本是不可能的。

二、区块链 算力是什么

区块链算力是指用于执行区块链网络中的计算和验证交易操作的能力。

以下是详细解释：

区块链是一个分布式数据库，需要巨大的计算能力来维护其安全性和稳定性。这些计算能力来源于大量的节点在区块链网络中共同工作。这些节点通过解决复杂的数学问题来验证交易并增加新的区块到区块链上，这个过程称为挖矿。而区块链算力，就是这些节点所具备的计算能力总和。具体来说，算力是指计算机在特定时间内完成计算任务的能力，它与计算机的处理器性能、运行内存、硬盘速度等因素有关。在区块链中，算力越高，节点就越有可能成功验证交易并获取奖励。因此，区块链的算力是维护网络运行、保障安全的重要力量。

此外，区块链算力的分布和规模直接影响着整个区块链网络的性能和安全性。如果一个区块链网络的算力非常强大和分散，那么网络就更为安全，交易确认的速度也会更快。因此，很多区块链项目都会致力于提高和优化网络的算力。同时，算力的竞争也催生了专业的挖矿行业和技术的发展，如应用更为高效的挖矿算法和硬件等，这都为区块链技术的不断进步提供了动力。

总之，区块链算力是保证区块链网络正常运行和安全的关键要素，是区块链技术中不可或缺的一部分。它的强弱直接影响着区块链的性能和未来发展。

三、区块链pos证明是什么(区块链pocc合法吗)

什么是POW和POS，二者区别联系

POW：全称ProofofWork，工作量证明。

POS：全称ProofofStake，权益证明。

这两者都区块链的共识机制，是数字货币的记账方法。

区别是：

1、POW机制：工作量证明机制即对于工作量的证明，是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。

2、POS机制：权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。

扩展资料：

比特币（BitCoin）的概念最初由中本聪在2009年提出，根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。

与大多数货币不同，比特币不依靠特定货币机构发行，它依据特定算法，通过大量的计算产生，比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。

参考资料：百度百科-共识机制

区块链共识机制之POS和DPOS

工作量证明算法作为区块链第一个也是目前经受住足够实践检验的一个共识机制，解决的是分布式系统交易信息一致性的问题，在一个去中心化的网络中构建了彼此不信任节点的信任机制，也是比特币成功应用的关键技术环节。

经过几年的实际运转，这一算法的弊端也显露出来，比特币网络每秒完成600万亿次SHA256运算，消耗了大量的电力资源，而最终这些计算没有任何实际或科学价值。这些运算存在的唯一目的是用来解决工作量证明问题，另外一个现实的威胁便是算力集中，工作量证明本质上是利用穷举法找出符合规定条件的哈希值的过程，算力越强，获得记账权(即挖到矿)的可能性便越高，一开始是最早利用显卡挖矿的人，后来是利用FPGA矿机的人，再后来是利用ASIC专用芯片挖矿的人，现在就是不断制造出更好的ASIC的人，另外还有“矿工”节点联合起来组成矿池，如Ghash，Ghash2014年曾经发表声明，将在今后确保不超过40%的全网算力，这类自律声明是对比特币去信任机制的莫大讽刺。

比特币自诞生以来，人们便开始尝试其他除了工作量证明算法之外的其他共识机制，如具有代表性的权益证明POS、委托权益证明DPOS、拜占庭容错机制（BFT）及实用拜占庭容错机制（PBFT）等，下面将主要介绍POS和DPOS，BFT和PBFT留待下一篇。

权益证明POS

POS是一类共识算法，或者说是一类共识算法的设计思想，而不是一个，最早采用POS的是Peercoin。Peercoin是2012年8月，一个化名SunnyKing的极客推出的一类加密货币，采用工作量证明机制+权益证明机制，首次将权益证明机制引入了加密货币。Peercoin引入了“币龄”的概念，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000。当一个新的区块产生时，其他想获得记账权的节点同比特币也需要计算哈希值，得出满足条件哈希值的难易与难度值有关，这个难度值这里与币龄成反比，即你的币龄越大，得出符合条件的哈希值的概率就越大，同时你的币龄被清空，记账后系统会给予你相应“利息”，你每被清空365币龄，获得利息为：3000*利率/365，Peercoin的利率为1%，即0.08个币。

可以看出，在POS机制下，持有币越多，越容易获得记账权，接近于赢家通吃的感觉，但持有的币越多，越接近于一个诚实的节点，因为破坏整个网络带来的损失也越大。Peercoin的POS机制有一个漏洞，对于不持有币的人而言，他们本来就没什么收益，所以一些恶意攻击对于他们则是无损失的，这就是Nothing-at-stakeattack（无利益攻击）。后续的比较成功的POS都引入了对付这种攻击的机制。

以太坊系统的目标是在今年引入权益证明，即Casper。在权益证明共识机制之下，用户将能够在以太坊网络拥有“币权”。用户如果诚实行事并确认了合法交易，将获得与其股权成比的利息；如果恶意行事并试图网络中作弊，就会失去其权益。

委托权益证明DPOS

委托权益证明DPOS是POS的变种，运用DPOS的典型如比特股等，其基本原理在于全网投票选出101个节点代行记账权限，这些代表节点的权限完全一致。代表节点轮流记账，可以选择创造区块或不创造区块。但他们无法改变交易的详情，恶意或者迟到的代表节点的行为也会被公之于众，那么网络可能将他们简单快速地投票驱逐出去。被驱逐出去的代表节点将会失去他们记账权限，以及对应的收入。

DPOS作为是一种弱中心化的共识机制，保留了一些中心化系统的关键优势，如交易速度等(每个块的时间为10秒，一笔交易在得到6-10个确认后大概1分钟，一个完整的101个块的周期大概仅仅需要16分钟)，但每个持币者都有能力决定哪些节点可以被信任，并且事实上，代表节点会主动降低自己的收入来赢得更多投票，剩下的收入会作为股息，支付给所有的比特股持有人。DPOS有点类似于代议制民主及股份公司董事会制度，都是一种精英制度，但其身份受制于下面的民众，在DPOS中，币的持有者至少有权决定代表节点—或者说矿工的身份。

【DiscoverETH】什么是权益证明PoS

本篇作为Discover系列文章的开篇，结合ETH2.0的目标，来谈谈权益证明PoS是什么。

在谈PoS之前，我们先来了解一下共识。共识，即达成了普遍协议。区块链实质上是一个全球性的状态机，达成共识意味着网络上至少有超过一半（51%）的节点同意网络的下一个全球状态。

共识机制（也称为共识协议或共识算法）允许分布式系统（计算机网络）协同工作并保持安全。当前主流的共识机制有两种，分别是工作量证明(ProofofWork，PoW)和权益证明(ProofofStake，PoS)。以太坊在设计之初就希望最终以太坊的共识机制能转变为PoS，而PoW只作为一个过渡阶段。但无论是PoW还是PoS，最终的目的都是相同的，即实现分布式计算机的共识机制。下面先简单了解工作量证明（PoW）的工作机制。

工作量证明通过矿工们完成，矿工们需要竞争创建最新区块以处理和完成交易。获胜者将与网络中的其他节点分享最新区块，并且获得最新的特定代币区块奖励（如以太坊的以太币）。由于用户需要拥有超过网络中51%的算力才能够欺骗整条链，因此网络安全得以保证。这将需要巨大的设备和能源投入，所需的开支甚至可能超过收益。

工作量证明是08年在中本聪所创造的比特币中提出的，至今已经经过了充分的考验和测试，但随着越来越多的矿工和矿池的加入，挖掘新的区块的难度指数爆发式上升，也面临的如下的问题：

PoS作为ETH2.0关键的建设目标，其作用不仅仅只是因为PoW带来的环境不友好的能源消耗，还有PoS的建设能更有力支持分片链（以太坊网络扩展的关键升级），更强的去中心化特性等等。下面从几个方面来简单谈谈权益证明PoS的工作过程。

在以太坊中，工作量证明的过程参与的角色是矿工/矿池。其目的是通过算力试错来反复计算，以此生成一个低于目标随机数的混合哈希。这个计算难度依赖于区块所声明的难度，难度越小，有效的哈希值的集合就越小。而在权益证明中，则没有矿工这一角色，与之对应的是称之为验证者的角色。

在ETH2.0中，用户需要质押32ETH来获得作为验证者的资格。验证者被信标链随机选择去创建区块，并且负责检查和确认那些不是由他们创造的区块。他们不需要开采区块，他们只需要在被选中的时候创建区块并且在没有被选中的时候验证他人提交的区块。此验证被称为证明。

验证者因提出新区块和证明他们已经看到的区块而获得奖励，对于一些恶意验证者节点，也会有相应的惩罚机制使之失去质押。验证者质押的ETH越多，获得的奖励也越多。可以这样说，权益证明是一种用于激励验证者接受更多质押的机制。

前面提到了分片链这个名词，分片就是将区块链分成多条链。验证者将会在不同的分片上处理它们的分片数据，以此来提高区块链的工作效率。ETH2.0预计会有64个分片链。

验证者会被随机洗牌到不同的分片中，以防止验证者恶意操纵节点并提高链的安全性。处理不同分片之间的数据的关键角色就是信标链（BeaconChain）。

信标链是协调分片信息、管理验证者的连接不同分片的桥梁。

当用户在分片上提交交易时，验证者将负责将用户的交易添加到分片区块中。信标链通过算法选择验证器以提出新的块。如果一个验证者没有被选中提出一个新的分块，它们将会证明另一个验证者的提议，并确认一切都正常。

至少需要128个被称为委员会（committee）的验证者来证明每个分片块。委员会有一个提出和验证分片区块的时限，这个时限被称为插槽（Slot），大约为12秒。每个插槽只能创建一个有效区块，一个周期（Epoch，大约6.4分钟）有32个插槽。

每个周期过后，委员会都由不同的、随机的参与者解散与重组，重组过程由一个半随机算法RANDAO来选择，以此避免恶意节点的操纵。

ETH2.0使用Cassper终局协议来确认一个新的区块是否得到足够的证明，即只要2/3的插槽同意（即当前参与计算的2/3的验证者节点），该区块就会被最终确定。而推荐此区块的验证者将获得奖励。因此，在权益证明的机制下，每过6.4分钟就会创建一个新的区块。关于Cassper协议的详细说明后续再进行探索。

权益证明的建设以太坊在15年就已经提出，截止至今也才完成了Phase0信标链的建设。而下一阶段的与主网合并，再下一阶段的分片链建设也一再推迟。虽然PoS的建设非常缓慢，但无论如何，权益证明作为主流的共识机制算法之一，也是值得我们探讨其设计原理。

后续将会针对信标链的详细设计、分片等ETH2.0内容进行探索。

科普Pos共识机制

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今天给大家科普下夸克区块链中的POS共识机制到底是什么？PoS共识机制，中文翻译就是权益证明。与它其名的还有另一种共识机制:pow机制。

经过历史发展的证明，PoW机制存在一些缺陷，如在挖掘过程中浪费大量的资源，整个网络的处理效率很低等。早在2011年，就有人曾提出：“是否可以在PoW的基础上，重新设计一种机制？”可以保留PoW的优点，也可以解决它的问题"。因此PoS的共识机制就诞生了，因此，PoS机制在共识层次上借鉴了许多PoW机制的设计，比如区块设计、矿工选择、分叉处理、交易验证等。

PoS机制采用权益法核算，解决了网络效率低下、资源浪费以及节点间一致性等问题，简单地说，就是谁拥有更多的权益谁来说话。其原则如下：

说到PoW机制为何存在诸多问题，最大的原因在于其规则下造成矿工准入门槛低，每个人都可以成为一个出块节点，每个节点都可以为获得下个区块的记账权进行竞争，一个数据包要有那么多人来处理，必然会造成资源的浪费和低效。

而PoS机制就可以有效解决这个问题，这是因为在POS机制的规则下，提高了每个人成为节点的门槛，比如：虽然每个人都可以成为节点，但如果想成为出块节点获得记账权，就必须满足pos机制的一些规则，如质押一定数量的代币，或者持有一定数量的代币，才可以成为出块节点的候选人。

在满足这些条件之后，系统进行算法选择，选中其中一部分人成为有效的矿工，然后每隔一个周期，进行重新分配，并且这个过程不受人为控制，一切由系统算法决定，保证公平公开不被篡改，这样就可以避免了整个链被某个节点控制。

总结一句话就是PoW机制是每个人都可以成为矿工，而PoS机制必须通过一系列的筛选后成为矿工。

poS机制的竞争原则在于，谁拥有更多的代币，谁就能更容易的获得记账权。获得记账权的矿工将他打包好的区块经过其他矿工验证，通过全网广播，确认没有问题后，这个区块才会被连接到链上，与全网其他节点的小账本同步，同时他还能得到相应的代币奖励。

简言之，整个过程就是：持币者以代币作抵押，得到记账权力，然后PoS共识会通过选择算法，按持币者的数量，从中选出出块矿工。采矿者在指定的高度上完成打包交易，生成新的区块，并广播它，然后由验证者对所广播的区块进行交易验证，通过验证后，区块得到确认。这就是PoS共识机制完整的一轮过程。

PoS机制的优点是有效地解决PoW协议中存在的资源浪费和低效问题。但它也还是存在一些缺点。举例来说，PoS机制中的初始代币分配是非常模糊的，如果初始代币分配失败，将很难形成后续的股权证明。比如，在系统进行算法选择时如果被黑客攻击，如果成功，选举结果就可能被操作。除开这个问题，pos机制还存在一个问题就是，可能会造成两极分化严重，持有代币多的人会更多的获得记账权，继而获得代币奖励，拥有代币少的人，很难去争夺记账权，造成强者恒强的局面。

总的来说，PoW机制和PoS机制都是区块链上引用的主流机制，它们会携手带领区块链技术的进一步发展，虽然两者存在自身的一定局限性，但未来某一天，这些技术在不断变革创新的同时，必定铸造区块链行业的辉煌。

区块链共识算法——（二）PoS共识（ProofofStake）

2011年7月,一位名为QuantumMechanic的数字货币爱好者在比特币论坛首次提出了权益证明PoS共识算法.随后,SunnyKing在2012年8月发布的点点币(Peercoin,PPC)中首次实现.PoS由系统中具有最高权益而非最高算力的节点获得记账权,其中权益体现为节点对特定数量货币的所有权,称为币龄或币天数(Coindays)

PoS是考虑到PoW的最大缺陷：浪费资源而提出的，简单来说就是谁的权益大，谁说了算。

PoS共识机制（ProofofStake权益证明）通过权益记账的方式，解决效率低下、资源浪费、节点一致性等问题。

各个节点需要满足一定的条件（如抵押一定的代币）才能成为验证节点（权益提高），系统通过算法在其中选择一部分作为出块节点（矿工），每隔一段时间重新选择，算法会保证完全随机，不可被操控。只有出块节点才能进行数据处理，争夺记账权。

权益主要由权益因子决定，可以是持币数量，也可以是币龄及两者的结合。

以太坊在之后很有可能会改用PoS进行共识，其更加符合以太坊高效率的特点。