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| | | | 区块脉动|区块链技术迭代的重要性 |
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区块链工业开展至今，从技能视点看现已开端从原始的1.0时代演变到现在3.0的时代。区块链的技能更新迭代是一个技能工业开展的底子，今日笔者就针对区块链技能的迭代问题进行一下论述。
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现阶段，尽管区块链的职业生态已初步成形，但区块链技能仍面临许多技能瓶颈，具体表现在体系架构、一致机制、互操作性、体系安全等多个方面。因而，有必要对区块链关键技能给予高度重视，并集多方力气突破技能瓶颈，从而为区块链使用的全方面落地扫清妨碍。
一致机制
一致机制是区块链体系可以稳定、牢靠运行的中心关键技能。不同于传统的中心化体系，区块链体系中所有网络节点是自由参加、自主保护的，不存在一个可信的中心节点承担网络保护、数据存储等使命。因而，怎么使众多地理位置分散、信任关系薄弱的区块链节点保持一致性的可信数据副本，并完结体系稳定运行，是区块链一致机制有必要处理的难题。
一致机制的首要功能是处理两个基本问题：
（1）谁有权写入数据。
区块链体系中，每一个主干网络节点都将各自独立保护一份区块链账本（即区块链体系中的数据库）。为了防止不同的区块链账本呈现数据紊乱的问题，有必要要规划公正的选择机制，每次只选择一个网络节点负责写入数据；
（2）其他人怎么同步数据。
当被选择的网络节点写入数据后，其他网络节点有必要可以精确及时的同步这些数据。为了防止网络中呈现伪造、篡改新增数据的状况，有必要规划牢靠的验证机制，使所有网络节点可以快速验证接收到的数据是由被选择的网络节点写入的数据。
一旦处理这两个问题，区块链分布式网络中的节点就可以自发的树立一致性的可信数据副本。首要，每隔必定时间，经过一致机制选择的节点将选择待入库的买卖，构造最小的区块链数据存储结构“区块”，然后将区块数据广播到区块链网络。其次，全网所有节点将对接收到的区块数据进行检测，依据一致机制判别区块数据是否是由合法的授权节点发布。假如区块数据满足一致机制和其他格式需求，将会被节点追加在各自保护的区块链账本中，完结一次数据同步。经过重复这两项进程，区块链账本就可以稳定、牢靠的完结更新和同步，防止数据紊乱、数据伪造等问题。
一致机制是区块链的中心技能，与区块链体系的安全性、可扩展性、功能效率、资源消耗密切相关。迄今为止，研究者现已在一致相关领域做了许多研究工作，提出了众多不同的一致机制。从怎么选取记账节点的视点，现有的区块链一致机制可以分为推举类、证明类、随机类、联盟类和混合类共5种类型：
推举类一致是指矿工节点在每一轮一致进程中经过“投票推举”的方法选出当前次序的记账节点，首要取得半数以上选票的矿工节点将会取得记账权。例如PBFT、Paxos和Raft等。PBFT一致机制效率高，支持秒级出块，而且支持强监管节点参加，具备权限分级才能，在安全性、一致性、可用性方面有较强优势。可是，在PBFT体系，一旦有1/3或以上记账人停止工作，体系将无法提供服务，当有1/3或以上记账人联合作恶，且其他所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使体系呈现分叉。
证明类一致被称为“ProofofX”类一致，即矿工节点在每一轮一致进程中有必要证明自己具有某种特定的才能，证明方法通常是比赛性地完结某项难以处理但易于验证的使命，在比赛中胜出的矿工节点将取得记账权。例如PoW和PoS一致算法等。PoW（工作量证明机制）的中心思想是经过分布式节点的算力比赛来确保数据的一致性和一致的安全性。PoS（权益证明机制）的目的是处理PoW中资源糟蹋的问题。PoS是由具有最高权益的节点取得新区块的记账权和收益奖励，不需要进行许多的算力比赛。PoS必定程度上处理了PoW算力糟蹋的问题，可是PoS一致机制导致具有权益的参加者可以持币取得利息，容易发生垄断。
随机类一致是指矿工节点依据某种随机方法直接确认每一轮的记账节点，例如Algorand和PoET一致算法等。Algorand一致是为了处理PoW一致协议存在的算力糟蹋、扩展性弱、易分叉、确认时间长等缺乏。Algorand一致的优点包含：能耗低，不管体系中有多用户，大约每1500名用户中只有1名会被体系随机挑中履行长达几秒钟的核算；民主化，不会呈现相似比特币区块链体系的“矿工”群体；呈现分叉的概率低于10-18。
联盟类一致是指矿工节点根据某种特定方法首要推举出一组代表节点，而后由代表节点以轮流或者推举的方法依次取得记账权。这是一种以“代议制”为特点的一致算法，例如DPoS等。DPoS不只可以很好地处理PoW糟蹋能源和联合挖矿对体系的去中心化构成威胁的问题，也可以补偿PoS中具有记账权益的参加者未必希望参加记账的缺点。
混合类一致是指矿工节点采纳多种一致算法的混合体来选择记账节点，例如PoW+PoS混合一致、DPoS+BFT一致等。经过结合多种一致算法，可以扬长避短，处理单一一致机制存在的能源消耗与安全风险问题。
当前现有的一致机制很难做到功能和扩展性的平衡。比特币、以太坊等公有链使用的一致机制（如PoW，PoS等）尽管支持大规模节点网络，但一致功能较低，如比特币的TPS（每秒处理的买卖数）大约只有7。而以Fabric为首的联盟链一致机制（如PBFT等）尽管有较高的TPS，如PBFT的TPS能到达1000，但这些一致算法的扩展性较差，只支持小规模的网络，当节点数量过多时一致机制就会溃散，且许多联盟链一致算法的一致节点是预置的，不支持节点的动态加入与退出。目前区块链体系的一致效率仍是区块链技能的瓶颈之一，在必定程度上限制着区块链技能的开展和相关使用的落地。未来区块链一致算法的研究方向将首要侧重于一致机制的功能提高、扩展性提高、安全性提高和新式区块链架构下的一致创新。
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