以太坊伊斯坦布尔升级重点

区块链的共识机制

所谓“共识机制”，是通过特殊节点的投票，在很短的时间内完成对交易的验证和确认；对一笔交易，如果利益不相干的若干个节点能够达成共识，我们就可以认为全网对此也能够达成共识。北京木奇移动技术有限公司，专业的区块链外包开发公司，欢迎洽谈合作。下面我们将一下区块链的几种共识机制，希望对大家了解区块链基础技术有帮助。

因为区块链技术的发展，大家对共识机制这个词也不再陌生，随着技术发展，各种创新的共识机制也在发展。

POW工作量证明

比特币就是使用PoW工作量证明机制，到后来的以太坊都是PoW的共识机制。Pow相当于算出很难的数学难题，就是计算出新区块的hash值，而且计算的难度会每一段时间就会调整。PoW虽然是大家比较认可的共识机制,计算会消耗大量的能源,还有可能会污染环境。

POS权益证明

通过持有Token的数量和时长来决定获得记账权的机率。相比POW，POS避免了挖矿造成大量的资源浪费，缩短了各个节点之间达成共识的时间，网络环境好的话可实现毫秒级，对节点性能要求低。

但POS的缺点同样明显，持有Token多的节点更有机会获得记账权，这将导致“马太效应”，富者越富，破坏了区块链的去中心化。

DPOS权益证明

DPOS委托权益证明与POS原理相同，其主要区别在于，DPOS的Token持有者可以投票选举代理人作为超级节点，负责在网络上生产区块并维护共识规则。如果这些节点未能履行职责，将投票选出新的节点。同样的弊端也是倾向于中心化。

POA权威证明

POA节点之间无需进行通信即可达成共识，因此效率极高。并且它也能很好地对抗算力攻击，安全性较高。但是POA需要一个集中的权威节点来验证身份，这就意味着它会损害区块链的去中心化，这也是在去中心化和提高效率之间的妥协。

五分钟了解共识机制

什么是共识机制？

“共识机制是区块链的灵魂。”这是业内经常能听到的一句话，共识机制在区块链中的地位可想而知。那么到底什么是共识机制呢？我们不妨从拜占庭将军问题说起。

拜占庭位于如今的土耳其的伊斯坦布尔，是东罗马帝国的首都。由于当时拜占庭罗马帝国国土辽阔，为了防御目的，每个军队都分隔很远，将军与将军之间只能靠信差传消息。在战争的时候，拜占庭军队内所有将军和副官必须达成一致的共识，决定是否有赢的机会才去攻打敌人的阵营。但是，在军队内有可能存有叛徒和敌军的间谍，左右将军们的决定又扰乱整体军队的秩序。在进行共识时，结果并不代表大多数人的意见。这时候，在已知有成员谋反的情况下，其余忠诚的将军在不受叛徒的影响下如何达成一致的协议，拜占庭问题就此形成。

拜占庭将军问题是一个协议问题，拜占庭帝国军队的将军们必须全体一致的决定是否攻击某一支敌军。问题是这些将军在地理上是分隔开来的，并且将军中存在叛徒。叛徒可以任意行动以达到以下目标：欺骗某些将军采取进攻行动；促成一个不是所有将军都同意的决定，如当将军们不希望进攻时促成进攻行动；或者迷惑某些将军，使他们无法做出决定。如果叛徒达到了这些目的之一，则任何攻击行动的结果都是注定要失败的，只有完全达成一致的努力才能获得胜利。

而这个问题该如何解决？中本聪的理念给出了一个比较好的答案：不能让所有人都有资格发信息，而是给发信息设置了一个条件：“工作量”，将军们同时做一道计算题，谁先算完，谁才能获得给其他小国发信息的资格。而其他小国在收到信息后，必须采用加密技术进行签字盖戳，以确认身份。然后再继续做题，做对题的再继续发消息……对这种先后顺序达成共识的算法，就是共识机制。

共识机制的作用

区块链作为一种按时间顺序存储数据的数据结构，可支持不同的共识机制。在区块链上，每个人都会有一份记录链上所有交易的账本，链上产生一笔新的交易时，每个人接收到这个信息的时间是不一样的，有些想要干坏事的人就有可能在这时发布一些错误的信息，这时就需要一个人把所有人接收到的信息进行验证，最后公布最正确的信息。

共识机制是区块链技术的重要组件。它就像一本法典，维系着区块链世界的正常运转，使得区块链技术自带改善世界的光芒，也是让区块链得以被全世界逐步接受和认可的最大幕后功臣，它让互联网、陌生人之间，在没有第三方作为信用背书的情况下发生的一切交易变成可能，它赋予了机械的代码以人性和温度。

共识机制的类别

目前的共识机制主要有POW、POS、DPOS、PBFT、dBFT、Pool验证池。

POW，就是人们熟悉的比特币挖矿，通过计算出一个满足规则的随机数，即获得本次记账权，发出本轮需要记录的数据，全网其它节点验证后一起存储。可实现完全去中心化，节点自由进出。干的越多，收的越多。

POS，权益证明，POW的一种升级共识机制，根据每个节点所占代币的比例和时间，以此等比例的挖矿难度，从而加快找随机数的速度。持有越多，获得越多

DPOS，股份授权证明机制，类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。

PBFT，，实用拜占庭容错算法，是一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制，每个状态机的副本都保存了服务的状态，同时也实现了服务的操作。

dBFT，delegatedBFT授权拜占庭容错算法，由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。

Pool验证池，基于传统的分布式一致性技术建立，并辅之以数据验证机制，是目前区块链中广泛使用的一种共识机制。Pool验证池不需要依赖代币就可以工作，在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础之上，可以实现秒级共识验证，更适合有多方参与的多中心商业模式。

现有共识机制存在问题

目前现有的共识机制都不算完美，在一些实际应用场景弊端很多。

A、计算能力浪费

在工作量证明机制POW中，猜数字最快的通常是电脑计算能力强的。超强的计算能级仅用来猜数字，实在是浪费。

B、权益向顶层集中

在权益证明机制POS中，token的余额越多的人获得公示信息的概率越高，公示人会得到一定的token作为奖励，如此持有token多的人会越来越多，少的人越来越少。

C、作恶成本低下

在靠算力与权益的的多少来获得公示信息的权利的模式当中，当算力和权益向少数人集中之后，这些少数人如果想要做一些违反规则的事情是轻而易举的；在PBFT中，由所有人投票，如果一个没有任何token余额的人想要捣乱，那他几乎是完全没有利益损失。

D、对于真正的去中心化构成威胁

在工作量证明机制中，计算能力越强，获得记录权利的概率就越高。如果有人把很多人集中在一起来猜数字，把好多电脑的算力加在一起来用，那这些抱团的人就会更容易获得公示信息的权利，发展到最后可能公示权就直接掌握在这些人手里。

在权益证明机制POS中，权益越大的人获得记录权利的概率越高，而记录的人就会有奖励token，这样一来这些人就会越来越富有，贫富差距就会越来越大。持有token少的人几乎都没有话语权了。权利掌握在少数人手中，这有违区块链去中心化理念。

③ 伦敦分叉在即，以太坊离“加密一哥”还有多远

近日，以太几乎连续两周走出连阳的辉煌形态，这着实为沉寂的市场添上了一把大火。究其原因，BTC与亚马逊的暧昧纠缠似乎仅仅是整个行情的导火线，而伦敦分叉和EIP1559或许才是驱动以太忘我上涨的内核动力。

谈及分叉，不少币民开始翘首以盼，是不是ETH要生出ETCplus了？或者干脆在以太链上囤U吧，说不定分叉以后就各链一个，岂不是直接翻倍。

币民脑洞之大真是令人叹为观止，但ETH要生出ETCplus似乎也不是没有可能，因为伦敦分叉EIP1559激发的对立矛盾愈演愈烈，社区内部存在着不少分歧与僵持。但以太坊网络预计在8月5号就能达到12,965,000区块高度，而目前反对派还没有重大举动，飞出黑天鹅的概率似乎已经微乎其微？

同时笔者认为1559提案是ETH从POW走向POS共识的压力测试，还将会是以太坊登上“加密一哥”的重要奠基。那么，分叉和EIP1559究竟是什么，这对以太坊网络和ETH价格又会有什么影响，本文将会从这一次伦敦分叉简单说起。

硬分叉与软分叉

比特币劈腿事件过去了近3年，主流币圈的精力也更多地集中于生态应用层面，硬分叉和软分叉的辉煌已经不敌昔日。但作为曾经风靡圈内的两个概念，硬分叉和软分叉究竟是什么呢？这有个最抽象简单的解释就是：硬分叉意味着新旧版本软件已经无法兼容，二者开始各自记账和各自建立生态，新旧两派分道扬镳并建立起两条不同的区块链；软分叉则更加温和，新版本在旧版本的基础上建立了更严格的规则，但旧版本依旧对其兼容，二者仍可共存于一条链上而无需对立。

当然，也可以用一个具体的例子作比方：分叉就好比环境变化，而软件设施就好比人们的衣着。那么软分叉就代表气温升高，人们可以继续穿着原来的棉大衣，只不过需要薅出里面的棉花，而且新产生的衣服也无法变回原来的大衣。而硬分叉就代表陆地变海洋，人们的棉衣已经不再可用，而是需要换成聚脂泳衣。

如果非要从最广大的普通币民来考虑，一般软分叉只是升级迭代部分功能，而硬分叉需要切换成另一条主网链，同时也意味着你能映射到等数量的新币，例如ETC、BCH和BSV。

其中以太经典ETC便是ETH的首个硬分叉项目，而在当时差点给以太坊带来致命性打击。2016年6月份，基于以太坊智能合约的众筹平台The DAO被黑客掳走价值5000万美金的ETH，当时社区投票表决在1,920,000区块进行硬分叉并回滚所有交易。而反对派认为这种做法违背了区块链去中心化和不可篡改的精神，以至于部分矿工仍坚持在原链上挖矿，形成了一条不接受回滚的以太经典链。

伦敦分叉与EIP1559

伦敦分叉是以太坊继柏林分叉和伊斯坦布尔分叉之后的又一次升级，其中柏林分叉已经平稳运行，因为它主要是优化以太坊主网性能，对各方的利益影响都不大。而伦敦分叉则直接导致矿工们拉帮结派，因为EIP1559将可能直接导致矿工无矿可挖。

1559提案主要是优化平抑gas的波动，防止以太坊交易者盲目“内卷”，根据网络和区块状态为每一笔交易设定参考性的基础费用。而在EIP1559之前，用户大多数情况下只能在钱包里选择慢、中、快三种gas费，同时为了提升速度，不少用户开始盲目加价，这就直接导致gas费相当于一个没有任何参考的拍卖会，参拍者进行着无脑抬价的活动。

如果只是设置固定费用，或许社区反映还不会这么剧烈，EIP1559同时规定这个基础费用收到的ETH将被直接销毁。这意味着，如果交易者不给超出基础费用的小费，矿工将无法获得任何收入，尤其是交易冷清的时候。

1559支持者大多是生态层面的参与者，因为该提案可以优化用户体验，减少盲目支付和手续费操纵。同时手续费一大部分被销毁，也是对通胀模式做了动态调整，或将有利于网络的长期发展。

而1559反对者则应该是矿工了，因为他们直接面临着收益降低的问题。除了收益问题以外，1559给小费的模式依然可以存在恶性“内卷”，这意味着用户并不能实质性降低费用，而是相当于主网向矿工收税。

目前很多人是认为分叉新币的可能性不是很大的，因为V神还有生态站队都是在1559这边，但以Flexpool和Spark Pool为代表的反对算力已经高达60%，这足够自建一条不含EIP1559的以太新链。那么不惜严重损害矿工短时利益的1559提案究竟有什么意义呢？或许这和未来即将登场的ETH2.0及POS有着重大关联。

伦敦分叉助力POS

根据ETH开发社区的相关消息，ETH2.0已经敲定了完全过渡到权益证明挖矿（PoS）的相关规范，这被认为是区块链能源消耗问题的解决方案，因为这将直接导致以太坊的能源消耗为原有的万分之一。

而伦敦分叉和EIP1559似乎是POW过渡到POS的重要压力测试，通过这次压力测试，引导重要生态和社区逐步往POS改革，同时利用市场行为逐步清退原有的POW挖矿，这为ETH2.0及POS的真正到来和落地扫清了一定的障碍。

而针对这一不可调和的矛盾冲突，市场在5月初通过ETC的走势得以表达。这是因为以太坊一旦过度到POS时代，矿工认为将手中的显卡机器拿去挖ETC能获得更大的收益，于是市场率先反应，出现了这么一场让普通人看不懂的大暴涨。

推开社区矛盾不谈，POS算法对币价势必具有更深远的影响。因为POW首先要求矿工进行大量的前期投资，而这些投资还将随着时间的推移被压缩利润，以至于不得不进行持续性的再投资。这导致大部分矿工不得不充当卖家卖出手中的币，以至于最终挖出来的币被分配到二级市场，而不是积累到矿工的资产负债表。

POW矿工不得不卖币以维持经营，而POS则全然不同，因为一旦矿工将一定数量的币投入到了质押系统，在一个总量相对恒定的ETH系统中，矿工们相当于拥有了相对永久化的收益权，同时新产生的ETH还可以直接投入矿池，无需分配到二级市场。

因此，在POS系统中，矿工们已经将一块蛋糕瓜分，而将这块蛋糕做大会是他们的利益共同驱动。换言之，质押、拉盘和享受高分红将会是未来POS矿工的三大标准动作。

以太坊的“加密一哥”指日可待

从1559提案到POS，市场一致认可降费提速的重要性，当前的区块容量和速度直接抑制了币价的上涨，这是因为当ETH币价上涨之时，手续费也随之水涨船高，这让广大的交易者苦不堪言。另一方面也抑制了生态的建设，导致了大量生态溢出，进而也抑制ETH的需求并打压其价格。

似乎ETH的价格已经在完全竞争市场下形成了一个动态均衡，只要价格一涨就会抑制需求，进而压低价格。而打破这一格局的重要举措便是降费提速，于是EIP1559和后续一系列的改革方案就肩负了这个使命。

此外，POS共识让广大矿工形成了利益共同体，他们不再依靠芯片等硬件来相互竞争，而是通过质押来确定份额，为增加算力只能不断地从市场买币。等到形成了一定的格局之后，拉高ETH的价格或将是他们不谋而合的举动，这也就是上文提到的做大蛋糕。

不难想象，在POS和ETH2.0完全落地的时候，速度缓慢、价格高昂的比特币将会立即处于加密货币的劣势，甚至逐步落后于使用POS共识机制的其他项目。

而凭借着优良技术和蓬勃生态的以太坊，无论是在市值还是共识上都势必成为加密领域的“一哥”。而这，也让我们拭目以待。

④ 以太坊2.0未来的发展如何

以太坊 2.0 升级，最核心的是以太坊 2.0 分片和 PoS 共识机制。采用 PoS 共识机制是为了提高以太坊协议的能源效率以及增加以太坊区块链的安全性。以太坊 2.0 分片，使得以太链不再需要通过每个节点来处理链上的每笔交易。

在分片系统中每个节点只需处理约 1% 的交易或更少，从而极大地提高了区块链的效率。实现ETH2.0以后不仅网络性能得到大幅提升，投资者也可以减少重资产的投入(+slf0037)。共识协议Casper及分片技术落地，对网络的底层协议作出巨大的改变，还进一步推动了区块链扩容技术向前发展，不断达到商用的标准。截至2021年1月7日16时已经有超过230万个ETH被锁定在该网络中，占以太坊总供应量的2%。然而，这仍然只是更新的第一阶段。据官方消息，Uniswap v3已部署到以太坊主网。根据官方文章，Uniswap v3是该协议迄今为止功能最强大的版本，集中式流动性为流动性提供者提供了空前的资本效率，为交易者提供了更好的执行力，以及去中心化金融的核心基础设施。就以太坊路线图而言，V神表示，随着合并日期的临近，路线图的许多方面越来越变得切实可行，乐观估计今年年底可以完成升级，在合并后，执行链会在共识链内部运行，每个信标链区块会包括一个来自执行链的区块。他还表示，合并需要许多复杂技术，目的是让整个过程尽可能简单，对于用户、客户端、开发者、智能合约来说，合并会更加顺畅，用户无需过多担心。目前许多中心化交易所、去中心化交易所、去中心化质押协议和基础服务商都进入了以太坊2.0的Staking赛道。不难想象之后会有更多的服务商涌现，而以太坊2.0 Staking板块也将会成为交易所和钱包的标配。那么 ETH 1.0 的 PoW 链，究竟还能挖多久？目前并没有一个明确的答案。但可以确定的是，在以太坊由 PoW 彻底转变为 PoS 之前，以太坊基金会必须用足够长的时间来向大家证明 PoS 链是安全的。这样才能让所有开发者和用户放心的完成切换，从而使整个价值超过 1000 亿美金的生态体系真正的、完全的运行在信标链上。

没有人知道完成工程的推进，需要花多长时间，这是个很大的未知数，并且这些未知数可能是以太坊 2.0 转换的很大阻力。因此，我们乐观估计 PoW 链至少还可以持续挖两到三年。

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