区块链技术原理与实践（微课版） 课件 单元6-1区块链中的共识算法.pptx

区块链共识算法Consensus algorithm in blockchain CONTENTS目录共识算法的基本概念共识算法的基本原理三. 共识算法的分类 PART 1共识算法的基本概念 共识算法的定义 区块链中的一个核心概念是去中心化，在区块链中没有和传统数据库系统一样的中心数据库，每个节点都是对等的如何让每个节点通过一定的规则将各自的记账保持一致是非常关键的问题，这个问题的解决方案就是共识算法。共识算法的存在可以有效保证各个节点之间按照既定的原则共同维护账本。其本质上是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。 PART 2共识算法的基本原理 共识算法的基本原理 从应用角度出发，共识算法是区块链网络采用分布式账本以及 P2P 数据传输方法的有效补充。基于分布式账本技术，新数据的产生往往不能被所有节点获取并存储，而 P2P 数据传输采用的通信协议仅仅只能提高数据的传输稳定性，并不能保证节点间数据的一致性。 在区块链中引入共识算法就是为了实现区块链网络中所有节点数据的“一致性”。 共识算法的作用 共识算法的具体流程 共识算法的具体流程 PART 3共识算法的分类 基于选主策略的分类选举类共识：矿工节点在每一轮选举过程中通过投票的方式选出本轮的记账节点，（因此也叫投票类共识，）获得半数以上选票的矿工获得记账权。常见于传统式分布式一致性算法，例如Paxos和Raft。常用拜占庭容错共识算法也是一种选举类共识证明类共识：矿工节点需要证明自己具有某种特定的能力，证明的方式通常是竞争性地完成某项难度很高的任务，在竞争中胜出的矿工节点将获得记账权。例如PoW工作量证明和PoS权益证明分别是基于矿工的算力和权益来完成随机数搜索任务。随机类共识：矿工节点随机决定每一轮的记账节点。此类算法现在的应用比较少见，例子有Algorand和PoET。联盟类共识：矿工节点基于某种特定方式首先选出一组代表节点（Delegates），然后代表节点轮流或抽签作记账节点。例如DPoS共识算法。混合类共识：即采用多于一种共识算法来选择记账节点，例如PoW+PoS混合共识，DPoS+BFT混合共识。 基于部署方式的分类公有链共识：适用于如比特币系统的公有链系统，这类共识去中心化程度高，人人都可参与，因此需要能解决包括恶意攻击在内的拜占庭故障，技术效率偏低。联盟类共识：适用于联盟链，去中心化程度低于公有链共识，但技术效率远高于之。譬如 超级账本Fabric 使用的PBFT共识算法。私有链共识：适用于私有链的共识算法，通常是完全中心化的，即有一个中心节点来提出共识建议，其他节点按照这个主意执行。常见例子有经典的 Paxos 和 Raft 共识算法。 基于容错类型的分类拜占庭容错共识：能够处理拜占庭故障的共识算法，例如最典型的建立在拜占庭将军问题上的PBFT算法，和PoW算法。非拜占庭容错共识：不能容忍或处理拜占庭故障的共识算法，这类算法只能容忍故障-停止或者故障-恢复等普通的崩溃故障。例如最著名的 Paxos 和 Raft。基于容错类型拜占庭容错共识费拜占庭容错共识 感谢观看