相信很多朋友经常会有这样的感觉，世界上总有一些单词或者短语，组成它们的每个单词你都认识，但是当它们拼接在一起的时候，你就觉得这个东西像天书一样难懂。举个简单的例子:“中等收入陷阱”。你可以理解组成这个短语的三个词——媒介、收入和陷阱，但当它们组合在一起时，你就无法理解这个词的意思了。

对于区块链行业的从业者来说，这样的例子数不胜数。被称为区块链技术核心的“共识机制”就是一个典型案例。很多人明白“共识”是什么意思，“机制”是什么意思，但是当这两个词组合成“共识机制”的时候，立刻就被蒙蔽了。虽然他们也对当前区块链行业的共识机制有所了解——比如2009年用比特币兴起的POW机制，2012年用比特币兴起的POS机制，2014年用比特币兴起的DPOS机制等等。等。，这些知识更多的是因为行业的需要而填鸭式的信息，并不代表他们真的知道“共识机制”存在的必要性，以及它是如何逐渐发展成我们现在所看到的样子。

所以，在今天的文章里，我要告诉你，你不知道的共识机制，以及我们作为从业者和投资者，应该如何应对市场上的各种共识机制。

要理解“共识机制”，首先要理解“去中心化”

去过医院的朋友应该都有这样的经历——很多时候，表面的不适其实来自于另一种与其没有直接关系的器官疾病。研究工作也是如此。很多读者都没有注意到，他们之所以看似理解“共识机制”这个词，主要原因并不是这个词本身如此复杂和难以理解，而是他们没有完全理解“共识机制”背后的另一个概念。这个概念就是“去中心化”。虽然这两年“去中心化”磨破了无数业内人士的耳朵，但并不代表随着时间的推移他们已经真正理解了这个概念。否则他们也不会在“共识机制”这个词上纠结很久。

让我们从头开始。需要指出的是，在人类社会，“去中心化”根本不是什么新鲜事。举个最简单的例子:几十年前，如果一个人想要一些日常用品，他只能从当地的供销社或政府经营的百货商店购买。现在，如果他能从大型超市、小型便利店、线上或线下买到它们...可以说有n种方式可以满足他的需求，那么这种购物渠道的大幅扩张是分散的吗？当然是了。当年你只能去一家店或者一家店，现在你身边已经有N多家店了。为什么会这样？因为经济改革后，原本属于政府的经商权下沉到有资格的相关团体甚至个人手中，使得人们购物时不再需要依赖集权机构。这是典型的去中心化场景。

图:各种行业格局的去中心化，本质上是行业力量的下沉。

从这个例子可以看出，“去中心化”的本质其实是指各种权力从顶层集权机构下沉到基层个人。在过去的几十年里，随着经济的发展和科技的进步，粒度更小的群体和个人被赋予了更多的权利，人们已经在不经意间见证了很多“去中心化”的现象。比如，民用汽车的丰富实现了驾驶服务的分散化，从而使越来越多的人能够参与到过去只有客运和出租车公司才能从事的客运服务中来；一手智能手机实现了摄影摄像权的去中心化，让每个人都有机会用镜头记录身边的世界；四通八达的互联网分散了话语权，让每一个个体都能有机会发出自己的声音；我们所熟悉的区块链，本质上是一种分布式计算系统[注1]。实现了计算能力的去中心化，最终解决了计算性能瓶颈、节点数据的去中心化存储和备份等问题。

【注1】一般的分布式计算系统下沉的是计算能力，而区块链下沉的不仅是计算能力，还有系统的管理能力。

可以说，各种分散(或分布式)系统已经成为我们日常生活中必不可少的一部分。即使很多人不知道“去中心化”这个词，但他们总是在和分布式系统打交道，很多时候他们甚至是某个分布式系统的一部分。然而，尽管分布式系统给人们的生活带来了无限的便利，但它有一个致命的弱点:一旦系统中出现几个坏节点，很可能会因为失去用户的信任而导致整个系统崩溃。比如去年，网约车安全事故频发后，社会上出现了一时的恐慌。由于担心成为下一个受害者，许多乘客开始放弃分散的网约车，转向集中的公共交通和出租车。由私家车组成的分布式客运网络一时陷入危机。虽然从统计上来说，司机中主观作恶者的概率很低，但这并不能阻止用户对整个网约车司机，甚至是整个去中心化客运网的不信任。这种系统性的危机仅仅来自于几个坏节点的出现，可以说是“一锅鱼一条鱼”。这就是分布式系统的缺点。

图:分布式系统的缺点:一旦出现几个坏节点，很可能整个系统都会失去用户的信任。

本文要介绍的“分布式计算系统”作为一种去中心化的系统，由于各种主客观原因，难免会出现一些不遵循规则的“坏节点”。众所周知，在当前的数字社会，计算资源已经成为经济运行的重要基础设施，对稳定性的要求可以说是非常高的。稍有不慎，就很容易伤害许多依赖这些计算资源的软件应用程序。然后造成一系列相关损失，就像网约车事件造成的分布式交通系统的动荡，给依赖这些交通网络的人们的生活带来诸多不便。对于这一点，相信经历过一些云服务宕机的朋友绝不会感到陌生。在这样的情况下，分布式计算系统必须具备一个特性:即如何在“坏节点”出现的情况下，保持剩余的正常节点稳定运行，使外界仍然能够相信它们产生的计算结果，这种组织剩余正常节点的规则或机制称为共识机制。

共识机制的演变:从问题解决者到信任制造机器

由此看来，“共识机制”并不是2009年比特币诞生后的新生事物。它的历史实际上比后者要长得多，就像分布式计算比区块链的这个子集出现得早得多一样。举几个例子:传统分布式计算中最重要的共识机制Paxos算法，早在1990年就出现了；PBFT算法(即小蚂蚁尼奥DBFT的原型)是在1999年提出的。事实上，即使是人们熟悉的比特币区块链所采用的PoW共识机制，也是在1998年B-money的设计过程中提出的。早在BTC出现的10年前就有了，只是因为B钱中途夭折，最终没能出现在人们面前。

这是一件很有意思的事情:既然共识机制不是什么新鲜事，为什么最近两年这个概念吸引了无数人？原因很简单:传统的共识机制如Paxos及其继任者Raft只能应对一些客观失效因素导致的“坏节点”，如网络、供电等原因导致的断线或停机，因此也被称为“容错算法”(CFT)[注2]。然而，如果坏节点是由一些主动恶意攻击或数据篡改引起的，则这种共识机制将停止。换句话说，这种共识机制只能用在没有可能节点作恶的分布式系统中，比如联盟链和私有链。比如微软的Coco联盟链就采用Paxos共识机制。而这也是为什么很多人对这种共识机制以及基于这种共识机制的无币区块链不感兴趣的原因——因为相当多的项目解决的不是分布式系统内部的主观恶问题，充其量只是一个客观的失败问题，对于增强人们对分布式系统的信任并没有太大的帮助。

【注2】2】CFT的全称是“崩溃容错”，即针对客观故障的“容错算法”。

那么，分布式系统如何抵御主观恶意攻击呢？答案就在剩下的共识机制中——比如PBFT和POW算法。这类共识算法被称为“拜占庭容错算法”[注3]是因为它对分布式系统中的一些主观恶意攻击(也称“拜占庭攻击”)有一定的防御，给出的解决方案也各不相同:比如包括PBFT在内的BFT共识算法，直接通过信息的传递来解决主观邪恶的问题；包括POW在内的ava游戏币（AVA是什么币）非BFT共识算法通过增加作恶的成本间接解决了主观作恶的问题。顺便说一句，为了避免这篇论文成为一篇枯燥的学术论文，我在这里不对这些算法背后的技术原理做过多介绍。其实你只需要知道一件事:不同的解决方案效果不同——像POW这样的共识机制有50%的容错概率，即分布式系统仍然可以正常运行，除非坏人掌握了一半以上的系统节点。这种高容错度的代价就是大众。PBFT效率高的同时，容错率骤降至33%，即对坏节点的最高容忍水平降至1/3；此外，行业中还有各种其他共识算法，如XRP使用的Ripple Consensus Protocol(RCP)。因为用在外汇转账领域，速度更快，但容错率只有20%。鉴于篇幅有限，我就不一一列举了。

【注3】3】BFT的全称是“拜占庭容错”，即针对主观恶意攻击的“拜占庭容错算法”。

繁荣背后的浮躁:共识机制远非定论。

需要注意的是，随着近两年区块链概念的流行，市场上的各种共识机制算法也呈指数级飙升。除了大家熟悉的POS和DPOS，各种POA、POB、POC、POD等...也如雨后春笋般涌现，它们的数量让业界担心“POX”中的26个字母不够用。但自从人们可以将“POX”升级为“POXX”后，共识机制中可用名称的库存也从26个迅速增加到26×26=676个，估计两轮后就用不完了。但在我看来，除非是一些特别重要的项目，大部分朋友真的不用绞尽脑汁去研究很多山寨项目的共识机制。首先，一个能被广泛认可的共识机制，往往需要其提出者在学术领域有很好的技术功底，且不说发表一堆论文，至少也要被公认为学术人才。但是，纵观目前市场上各种共识机制的提出者，大家都很明显，他们真正的研究技巧是在熊市。其次，在实际场景中，基于区块链的应用刚刚推出，谁也不知道各行各业的分布式计算系统能否被允许。在这样的情况下，区块链业界的共识机制算法有多少能有很高的可行性，有多少能用在现实生活中，最后谁能真正活下来，真的很难说。

图:这种共识机制的划分非常具有误导性。

换言之，共识机制的发展仍处于非常早期的阶段。通过以上描述，我们大致可以将其分为以Paxos、Raft、PBFT等算法为代表的传统分布式计算阶段和以POW、POS、DPOS、PBFT为代表的区块链共识机制阶段。但如果要具体看区块链共识阶段，其实只能进一步分为以比特币的POW共识为主的阶段和后POW阶段(虽然这个刚刚拉开序幕的阶段并没有走“后”)，而不是很多人描述的POW-POS-DPOS阶段。毕竟没有明确的证据证明这些共识机制就像上图的燃煤列车、燃油列车、电气化列车一样。是一种逐渐升级的关系，后一阶段在大部分纬度和表现上都远远优于前一阶段。要知道，目前各种共识机制都存在着各种各样的问题:电力能耗、POS马太效应、DPOS过度集权、DAG容易流失等等...所以这些现有的共识机制会不会是我们看到的最后的玩家还不好说，真正可靠的共识机制有没有出现在公众面前其实也不好说。

从这个角度来看，共识机制发展阶段的现状实际上是整个区块链行业的缩影——这就像一场刚刚打了5分钟的篮球赛。也许你能从中看出一些端倪，但很难做出高精度的判断，因为你无法猜测未来很长一段时间内会发生什么，谁会笑到最后，无论是技术路线，引用的场景，还是相关的。

(作者:区块链蓝海，内容来自链“德得好”开放平台；本文仅代表作者观点，不代表链家官方立场)