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工作量證明共識機制

比特幣的去中心網絡采用的是工作量證明共識機制。

去中心網絡之所以需要共識機制,是因為這是一個非基于信任(non-trust-based)的網絡,任何人無須許可都可以接入這個網絡。并且,這些節點分散在網絡條件差異非常大的全球互聯網之中。在完全無中心的情況下,這些節點要同步一致,共識機制即為這些節點達成一致的機制。

關于分布式網絡的共識機制,有著名的“Fisher-Lynch-Paterson 不可能結果”,即在一定條件下達成共識是不可能的。而比特幣的工作量證明共識機制在實踐中被驗證是有效的。這是因為它采用了一個實用主義的解決方案。

比特幣的工作量證明的關鍵特點是,它巧妙地融合技術和經濟因素,不只是純粹通過技術本身來達到這一點,而是納入了與自身作為一個數字現金系統相關的挖礦獎勵。按《比特幣:技術驅動金融》一書的分析,比特幣的共識機制有兩個與過去不同的特點,我們略做引申討論。

一、它引入了獎勵機制

在這樣一個加密數字貨幣應用中引入了經濟激勵,維護網絡的節點就可以得到有價值的比特幣作為獎勵。

為什么比特幣網絡中的節點們愿意打包交易、維護賬本?它們并非出于“善意”,而是因為,它們能因這些挖礦行為獲得比特幣形式的經濟激勵。這是一個自行發行的電子現金系統的獨特優勢,如果所開發的是其他沒有自行發行代幣的 IT 系統,我們就無法設計礦工挖礦獎勵這樣的經濟激勵機制。

激勵挖礦節點參與挖礦的,除了與新區塊相關的獎勵之外,挖礦節點還可以得到區塊中包含的所有交易付出的交易費。但到目前為止這個數值還較小,大概為新區塊獎勵的 1%。

二、它包含了隨機性的概念

比特幣系統形成的共識不是完全可靠的,但是在等待了 6 個區塊約 1 個小時之后,出問題的概率呈指數級下降。在 6 個區塊之后,一個交易發生雙花情況的概率可被認為是零。從純理論上看,完美的共識不可能達成,但從實用的角度看,這個共識是可信的。

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