区块链共识机制 – DPOS 权益委託证明 Delegated Proof Of Stake

by Weber/6月 3, 20176月 11, 2018/Blockchain 区块链

优势：区块共识时间短传输数据快，出现区块链分叉 (fork) 机会小。
劣势：相对中心化。

什麽是权益委託证明 Delegated Proof Of Stake

DPOS 权益委託证明 Delegated Proof Of Stake 与 POS 权益证明 Proof Of Stake 都是根据区块网路上每个节点的股权来决定的共识机制，不一样的地方为 POS 权益证明共识机制下的挖矿概率会因股权权重不同而影响，DPOS 权益委託证明则是每个节点将委託 (投票) 给予奇数个代表 (节点) ，这些奇数节点代表会因不同系统设计为不同，最常见的是为持有的货币数量最多者，在区块网路上获得最多票数的前 N (N 为奇数) 位代表就可以按分配到的时间段轮流打包生成新区块并获得奖赏，如果这些代表挖矿失败将会被淘汰，由投票产生的新代表所取代。

DPOS 与 POS 比较

由于 DPOS 区块链系统採用奇数位的定量委託节点来达到区块验证，比起需要透过上千万个节点来完成验证的 POS 区块链系统的共识速度快上许多，使得验证速度可以甚至达到毫秒等级。虽然验证速度可以变快，需注意的是 DPOS 类型区块链的传输效能却不会因此无限提升，区块链传输效能主要还是取决于节点间传输数据的网路频宽。

DPOS 作为 POS 的变形，通过缩小选举节点的数量以减少网路压力，是一种典型的分治策略：将所有节点分为领导者与跟随者，只有领导者之间达成共识后才会通知跟随者。该机制能够在不增加计算资源的前提下有效减少网路压力，会拥有较强的应用价值。

DPOS 共识机制

DPOS 权益委託证明共识机制是以最长链胜出，即当一个诚实的节点看到一个更长的有效链，它都会从当前分叉切换到这条更长的有效链。DPOS 共识机制最主要是包括选择区块产生者、调度区块产生及为确定性生产者洗牌。

选择区块产生者：
在 DPOS 共识机制中，每次循环，每个帐户人都拥有一票选举代表（称为批准投票，代表可视为超级节点或矿池）或成为代表参选，获票前 N 名的代表被会被选择（一般数量为奇数个），而代表的个数 N 则由要由至少 50 %的投票人认为足够做到「无关键中心化」，于设置完代表的个数 N 后，同时亦必须投票给至少这个数目的代表，且不能投票数量超过这个上限。

调度区块产生：
选出代表后，这些代表将会被随机排序，并按这个固定顺序每隔 2 秒就获得一个出块的机会，并且需在块周期内完成出块 (如果其中某位代表在这段时间间隔内并未出块或试图利用手中的权力作恶，将会被跳过，且有机会被淘汰，由下一轮投票产生的新代表取代) ，然后轮到下一位出块，直至完成整个循环周期，每个周期结束后，这些代表都要被”洗牌”一次；块周期 (Slot)：亦称为时段周期，每个块为 10 秒，即一个时间；循环周期 (Round)：有 N 位代表，每位代表出块一次，即每出 N 个区块为一个循环。完成一次完整的循环周期需要 N * Slot (秒)；奖励周期：根据区块链高度，设置里程碑时间 (Milestone)，在某个时间点调整区块奖励。