關于共識算法的信息很難找到，即使它們構成了區塊鏈技術的主干。這些算法對于確保分布式分類賬平穩運行至關重要，沒有它們，區塊鏈將不再被認為是去中心化的。讓我們來探索其中的一些算法。

什么是共識算法？

“共識算法”是計算機科學中用于在分布式過程系統之間就單個數據值達成一致的過程的名稱——完全符合區塊鏈的分布式分類賬框架。

在區塊鏈中，共識算法的作用是建立在一系列節點上的網絡中獲得一定程度的可靠性。這意味著，如果設置了一個事務，該算法將啟動跨網絡的通信，以驗證操作是否可以進行。同樣的過程也適用于在區塊鏈或同步網絡機器上創建數據的新節點，以確保整個共識意見的一致性。

共識算法還必須足夠智能，能夠預測網絡中的通信故障。自動地，算法將假設一些進程和系統將不可用，并且一些通信將因此丟失。為了解決這個問題，協商共識算法必須是容錯的，并致力于從網絡中的大多數機器中獲得預先指定的協商共識。

共識的重要性

共識算法對于確保區塊鏈完全去中心化至關重要。由于區塊鏈的分散性，永遠不會有一個中央權力機構來核實和更新帶有交易和新數據的分類賬。因此，網絡中的涉眾必須在對等的基礎上決定將哪些事務添加到區塊鏈。

如果沒有能夠自動與網絡上所有相關機器通信和驗證新事務的智能算法，在廣泛分布的分類賬中實現協商共識的過程是不可能的。

如果沒有合適的共識算法，分散式的系統將不得不讓位給一個集中的權力，這個權力在一個地方保存和處理數據——這使得它存儲的信息很容易受到數字攻擊或被設法進入其位置的人篡改。

當代的方法

并不是所有區塊鏈都是生來平等的，并且根據它們所使用的共識算法的類型差異很大。

工作量證明（Proof-of-Work， PoW）：由比特幣、Ethereum和Litecoin等常見的加密市場名稱實現，PoW方法是采用的第一種共識算法，目前被廣泛使用。

BlockgeeksPoW提供的圖表是一個簡單的結構，并被認為是高度抗網絡攻擊的。這種方法完全依賴于網絡中每個成員的計算能力來解決問題，并在確定事務時達成一致。

PoW需要網絡的輸入，這使得它很難被黑客攻擊（首先，任何成功的攻擊都需要整個網絡51%的哈希率），但這也使得共識性算法在功耗上極其浪費。據估計，比特幣每年消耗29TWh的能源，相當于摩洛哥全國每年的能源消耗。

因此，許多業內專家認為，雖然POW是可靠的， 但它已經有點老了，而且據說埃瑟倫等公司已經在探索維護其分散化價值的替代措施。

權益證明（PoS）被認為是區塊鏈王位的繼承人（至少被ethereum0認為是），PoS的行為更節能，更分散，是共識性算法的化身。

從PoW到PoS的轉變表明了另一種方法的潛力。

當PoW需要網絡的參與來共同構建節點時，PoS根據概率進行操作。區塊鏈理事會對PoS的總結如：“權益關系的證明依賴于選擇驗證器的概率模型，其中驗證器得到要解決的塊的概率與它們為保護網絡而進行的賭注的大小成正比。”如果驗證方發現有任何不當行為，就可以將被凍結的以太幣作為抵押品。基本的數學難題類似于工作證明。然而，問題的復雜性大大降低了。

拜占庭容錯（BFT）：這個名字來自一個古老的數學難題，“拜占庭將軍問題”。這種達成共識的算法很大程度上是基于大規模協調的。在這個難題中，一系列拜占庭將軍用他們各自的軍隊包圍了一座城市——他們必須就進攻或撤退的時間達成一致。如果將軍們不能達成共識，那么軍事行動將演變成一場災難。

共識性算法的創建者發現拜占庭將軍的問題和在分布式賬本中找到一致性之間存在聯系。在一些需要鏈內聚的應用程序中，例如在數字資產管理平臺中，在網絡之間創建快速通信字符串的行為構成了所使用的區塊鏈的基礎。

BFT方法的好處是它是一種可伸縮的低成本解決方案。然而，這仍然是一個小眾的方法，尚未贏得同行的信任。

改進的余地

就目前區塊鏈的使用而言，上市的共識算法可能是市場的領導者，但對于那些希望改進現有模型的組織來說，還有很大的空間。

例如，區塊鏈安全啟動公司REMME創建了一個“服務證明”協商共識算法，旨在解決其前身的缺陷。正是通過使用“主節點”，確保一致性和容錯性，主節點負責促進區塊鏈上公鑰的注冊和撤銷，并監督事務到鏈上其他塊的轉換。

通過使用主節點，服務證明協商一共識算法保持了嚴格的安全性，同時減輕了網絡其他部分的能源負擔，使得區塊鏈比以前的方法更可靠、更環保。

雖然工作證明仍是當今許多最流行的區塊鏈加密貨幣的基石，但以太坊對其過時的框架感到不安，這在某種程度上表明，在尋找正確的共識算法以推動該行業向前發展方面，企業之間出現了一場“淘金熱”。

就像對拜占庭守衛的圍攻一樣，我們可能在等待一種算法控制局面，并將自己作為其他算法效仿的藍本。