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区块链共识机制的意义

掘金K • 18 5 月, 2022 6:20 下午 • 7×24快讯

共识机制是区块链的核心

区块链是一本帐簿，记帐员在记帐前要通过验证机制，这种验证机制名为共识机制。笔者之前并没有详细解释为什么需要验证机制，只是简单提及这是用来防止记帐员滥用记帐权。但到底记帐员可以怎样滥用记帐权？共识机制又为什么会被称为区块链的核心？

这一章会有大量技术内容，但不用害怕，笔者会用最通俗易懂的方法来加以说明，务求做到人人都能看懂。

用一句话来说明：共识机制是让互不信任的人可以一起合作的制度。

共识机制是让互不信任的人可以一起合作的制度。

比特币只是帐本上的记录

让我们以比特币作为例子，比特币没有实体，所谓「A先生拥用一个比特币」的意思是在比特币的帐本上记录着A先生的帐户余额为一个比特币（A先生收到的比特币— A先生支付的比特币= 帐户余额）。由此看来，记帐人一但出错便会引发严重后果，更有什者，万一记帐人心怀不轨，伪做交易记录的话，后果更是不堪设想。要预防这种情况有很多种方法，例如可以设定审查机制，挑选记帐人；又或者设定惩罚机制，对伪造纪录或记录错误的记帐人作出处分。而比特币偏偏采用一种相对难以理解的做法，那就是工作量证明机制，使用这种方法背后的原因，就是要维持比特币最重要的两个特性，去中心化和抗审查性：所谓的去中心化，意思是任何人都可以有同样的机会成为用户或记帐员，而抗审查性就更直接，那就是任何人都不能阻止比特币的交易，哪怕是政府或银行。正因如此，没有人可以对记帐员作出审查，同时亦要保护记帐员的真实身份，不然的话去中心化和抗审查性亦无从说起。

智能合约的常见误解

智能合约是指在去中心化的区块链上运行的程序代码，由于去中心化的区块链具有抗审查的特性，因此部署在上面的程序代码也会同样获得抗审查能力，即是任何人都不可修改程序代码

因此，共识机制便会起着至关重要的作用，让互不信任的人可以合作。在比特币的网络中存在着很多个不同的记帐人，由于成功记帐的人可以获得手续费和系统奖励的比特币，不难想像每个记帐人都想争取记帐权。而共识机制处理的就是决定每一次让谁来当记帐人，同时要保证他并不会伪造交易记录。工作量证明是要求记帐人在记帐之前完成一条非常复杂的数学题（见上一章）。每当有人在比特币网络上进行交易时，所有人都会共同争夺记帐权，而能成为记帐人的每次都只有一个，因此记帐人便会用尽方法务求以最快的速度完成验证题目，获得手续费和系统奖励。哪么问题来了，记帐人花了很多计算资源也不代表他不会造假，为什么工作量证明机制可以保护比特币系统呢? 这时就要介绍区块链中另外一个很重要的概念：「最长链原则」。区块链是一种资料呈连状结构的数据库，即是每一笔资料都会包含上一笔资料的部分信息，因此只要中间在出了改动马上便会和下一笔资料对不上，从这时开始便会出现分叉，一旦出现分叉，大家便会以最长的那条链作准。

通过创建分叉，诚实的记帐人可以把有问题的交易排除。

只要确保没有任何记帐人可以一直获得记帐权，即使这一次记帐人成功伪造交易，下一次获得记帐权的人也会通过验算发现问题，从而选择不承认上一次的记录，创建分叉，再下一次获得记帐权的人只要选择没有问题的那一边，如此类推的话，有问题的交易便会被排除在系统之外，而造假的记帐人则会损失他之前所投入的计算资源。

根据「最长链原则」，一旦出现分叉，大家便会以最长的那条链作准。

系统性风险不容忽视

这个制度并非天衣无缝，很明显，只要造假的记帐人比正直的记帐人掌握更多计算资源的话，造假的分叉并会成为最长链，从而令整个系统变得不可信任，比特币便会变得一文不值。可是，如果记帐人为比特币投入了大量的计算资源，比特币变得一文不值对他也没有任何好处，通过这种博弈机制，比特币得以安然运行至今。

比特币背后的技术其实都是旧有技术，但其设计环环相扣，非常精密，令人不得不佩服。然而，整个博弈系统开始出现一些系统性风险，随着各种相关洐生工具的出现，把比特币变得一文不值变成一件愈来愈有利可图的事情。一旦有投机者在市场上沽空巨额的比特币，然后再投入大量计算资源来催毁比特币系统的话，相信就是比特币的未日了。

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