02.基础篇：区块链的定义和共识机制

每天进步一点点，轻松搞定区块链，你好，欢迎来到币精英商学院和区分、伦萨学院、Cloud Wallet联合开发的《区块链入门课》第二节，上一节课我们学习到了比特币是一个P2P的分布式网络结构、全球节点独立平等、互相不认识，那么爱思考的你一定会有一个问题，那这些节点是怎么互相信任，产生共识的呢？比特币和区块链究竟是什么关系呢？这就是我们今天要学习的知识点：

>什么是区块链

常见共识机制

###什么是区块链

很多朋友都会把比特币等同于区块链，认为区块链就是比特币，比特币就是区块链，但是我想告诉大家的是这样的认识是不对的，他们之间的关系应该是技术与产品之间的关系，不能去等同。区块链是比特币的底层运用，比特币只是区块链的一个小小应用，并且是一个成功的经典项目应用。

首先我们要记住区块链是一种去中心的分布式数据库计算机记账技术，这个技术主要解决了中心化系统数据易被篡改、交易不透明、易被攻击等问题，下面跟大家讲个故事也许大家就会明白了。

这个故事是这样的，在某年某月的时候我借了一笔钱给我们村的老李，可是他第二天就赖账不还，可是这个时候我去找谁说啊，于是呢我找来了村长，老王有一本账簿，里面记录着村子里每一笔钱，谁都别想耍赖，这就是中心化的记账。

过了半年，老李又来找我借钱，于是我又借了一笔钱给老李，不过这次我长记性了，我这件事情让村子里面所有人都知道，让村子里面每个人手里的账布帮我记录下这笔交易，有了村里的每个人记账证明，以后谁都别想刷赖，这就叫做去中心化。

村子老王德高望重，带领我们村子到今天不容易，我们给到他绝对的权利掌握了我们所有人的账布，我们把钱存到村子老王那里，这就是我们过去对中心化的信任，可是最近村民们都在反映老王有几个问题：

1.老王年迈已高，万一有个三长两短我们那本账布怎么办？

2.村里最近有小偷出现，万一偷了老王的账布怎么办？

3.老王爱财如命，每次找他记账都要收取我们手续费，而且一年比一年高，怎么办？

4.老王掉钱眼里面去了，他为了谋取利益，把我们的钱都借给了别人，万一我们都去找他要钱，他拿不出来怎么办？

5.老王掌握了我们所有的个人信息，万一他把我们卖了怎么办？

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以上这些呢就是中心化存在最大的问题，所以有一天，村民把大家聚集在一起开个会，说给每家每户都发一个账布，任何人之间转账都通过大喇叭向全村的人通告，收到通知以后呢村民们就在自己家的账布上记下每一笔交易记录，这就是目前去中心化的概念，那在这个情况下，如果某一天老王的账布搞丢了呢，没有关系，这个时候老刘、老张、老孙、老梁他们家都有个账布备份，如果小偷来我们村子偷走了老王家的账布怎么办呢？没关系，除非他一次性偷走我们村子所有人的账布，那账布安全吗？安全的啊，就算换100任村长，只要家家户户都有自己账布，里面的钱就是你的，那这本账布属于谁呢？是属于我们整个村子的，所以说到这里，账户上的每一页纸，其实就是我们今天要讲的区块，而这本账布的本身就是我们的区块链。故事还没有完，我们村子还请来了一个旷工，他的工作就是把我们每个人记录的数据转化成加密的代码，方便我们记账，我们会给他一些小小的报酬，比如说比特币啊，随着村子的逐渐壮大，这个旷工在村子里面赚钱的故事被全世界的人知道了，于是就有越来越多的旷工加入到村里里面来协助村民们记账，旷工数量越来越多怎么办呢？这个时候村民又把大家召集起来开了一个会，讨论出一个办法，哪个在一定时间内最先完成整个村的交易数据转换成加密代码，小小的报酬就给他，后转换完的就没有奖励，只有白忙活了，这就是所谓的工作量证明。

通过这个故事你应该知道区块以及区块链的定义了吧，你也可以把区块链想象是一个分布式的魔法账本，你成功交易一笔资金瞬间被全世界都知道了，因为所有的交易信息都公布在浏览器上，但这个类比局限在比特币、以太坊这些区块链项目上，而像匿名货币门罗币、德罗币就很难公开透明，因为他们的交易金额、姓名、IP都是是全部打乱和隐藏的。

所以区块链的这个账本上分布着不计其数的数据，每一部分数据在一定的时间内组成一页账单，也就是区块。数据持续增长并且排列整齐的记录，这些存有数据的区块通过链条串联起来成为了区块链。每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接，这就使区块链具有了它的特性，数据不可篡改，不可逆，可信任。

当然区块链对于不同行业的人他们可能有不同的解释，比如对于普通人来说，区块链代表未来趋势，对于投资者来说，区块链就是炒币，对于创业者来说。区块链就是一种新型融资工具或营销工具，对于政府来说，区块链是一种可信的底层计算机技术，对于经济学家来说，区块链就是一种改变生产关系的武器，对于灰产来说，区块链就是一种新型的支付工具，对于搞传销的人来说，区块链就是一种通过高逼格技术欺骗投资者的工具。

所以每个人的出发点不一样，传送出来的概念就不一样，区块链是什么不重要，重要的是你想要什么？他能给你带来什么改变。

###共识机制

共识机制就是能让分布在全球区块链网络中的每一个独立节点遵守、达成一致运行的规则。共识机制相当于我们的法律法规，人人都要遵守法律；一旦违法就应该受到法律的制裁，在区块链中的规则是由机器代码执行，一但运行，不可更改，代码即是法律，不受任何人为因素的影响。

共识机制在区块链系统中的重要性就相当于一个法律法规对一个国家的重要性一样，没有它整个国家就会乱，根本无法治理，共识机制在区块链系统中的作用要多一些，具有奖励贡献者和惩罚作恶者的作用，促进系统正常运转。

共识机制解决了节点间互相信任的问题，是保障区块链系统不断运行下去的关键。各种区块链项目的共识机制是不同的，是针对解决现实中不同的问题而设计的。下面我们学习几种主流的共识机制：

**第一种POW（proof of work）工作量证明：**我们在上面的故事中也讲过，它是比特币采用的一种共识机制。顾名思义，工作量就是指工作量的大小，谁的工作的量大那就获得区块的打包权利，它是通过哈希数学算法来运行数据，全球矿工进行竞赛，最后看优胜者是谁，这就是简单的工作量证明机制。

打个比方，我出一道题：789+990+901+5等于多少？（当然系统的难题肯定没有这么简单，这只是举例）把这道题放到系统里面，全球的旷工们就开始计算，谁先算出，当前区块的奖励就给谁，这样的规则，全球节点都表示可以认可和接受，这就是一种全球节点的共识机制。采用工作量作为规则的证明方式，简称为工作量证明。比特币、莱特币和现阶段的以太坊都在用这个工作量证明机制。简单说说POW工作量证明的优缺点：

**优点：**工作量证明的优势是高度的去中心化、节点自由进出、安全性高，数据被篡改的机会比较小。

**缺点：**对节点的性能网络环境要求高（要配置专业矿机硬件）、用电挖矿浪费能源、出块速度慢，共识周期长；

**第二种POS（proof of Stake） 权益证明机制：**这种共识机制要求全球节点提供者持有一定数量的代币，来获取竞争区块链记账权的一种规则。持有代币越多的节点，拥有更多的记账权限。

**POS的优点：**相对比POW，缩短了出块的时间，降低了现实资源浪费。

**缺点：**由于拥有代币数量大的节点获得的记账权更多，奖励越多，最后的结果就是导致富者恒富。

**第三种DPOS共识机制（Delegated Proof of Stake）也叫股份授权证明机制:*举个例子讲解一下DPOS的运行机制。比如说我们把一个公司比作一个区块链系统，这个公司有21位董事长，他们是这个公司的核心维护者。公司的维护和运营以及盈利，都由这21个董事长瓜分。在这个公司的每个员工都可以投票给这21位董事长，如果是有哪位董事长做出对这个公司不利的事情，那么员工就不会给他投票，并且将他逐出董事会，同时再选出一个备选的董事长顶替这个不给力的董事长的位置来维护公司的运作。这就是DPOS运行方式，非常类似人民代表大会的选举制度，EOS项目的节点就是这样诞生的。

**DPOS优点：**大幅缩小参与验证和记账节点的数量，出块速度更快，可能更适合大规模的商业应用开发；不需要现实资源进行挖矿，没有浪费。

**缺点：**一定程度上趋于中心化；在网络节点数少的场景，选举的见证人的代表性也不强。

###今日小结：

这一节我们学习了什么是区块链和常见的几种共识机制，通过学习我们知道区块链是一种去中心的分布式加密数据库，常用的几种共识机制分别POW、POS、DPoS三种主流共识机制进行了简单的了解，以及优缺点的介绍。

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那么你可以举三个例子：来解释一下POW、POS、DPoS三种主流共识机制的运行机制吗？这就是这节课的的作业，记得在评论区完成额，加油！

恭喜你听完了区块链入门课的第二节课，我们下节课见，如果我们的课程对你帮助，记得分享给身边的朋友，我们一起来实现帮助一亿中国人学懂区块链的梦想。