1. 區塊鏈發展有哪些趨勢(區塊鏈的發展方向主要包括)
區塊鏈現在發展前景怎麼樣？2019年行業市場規模達12億元
2016年中國區塊鏈行業市場規模在1億元左右，到2018年增長至10億元，
2019年我國區塊鏈產業規模穩步增長，產業規模約12億元。隨著各地政府的關注和重視，預計到2022年，我國區塊鏈核心產品和解決方案以及相關衍生嚴業的市場規模將達到百億元。
公有鏈市場佔比過半
從組成結構方面看，區塊鏈市場結構由公有鏈、聯盟鏈和私有鏈組成。2018年，公有鏈佔全球區塊鏈市場結構的主要份額，規模達到68.9億元，佔比56.2%;私有鏈規模達到31.0億元，佔比25.3%;聯盟鏈規模達到22.7億元，佔比18.5%。
研究實力增加研究成果顯著
截止2019年底，我國區塊鏈研究機構數量已達97家。此外國內高校紛紛布局區塊鏈技術研究，加強區塊鏈技術理論知識創新，提升高校區塊鏈技術研發能力，截止2019年底，我國在加強區塊鏈技術研發方面參與的高校已有24所。核心技術主要分布在共識演算法、跨鏈、底層架構以及多鏈這幾方面。
從研究成果來看，共識機制方面，我國共識機制逐漸從單一演算法走向混合共識;密碼演算法方面，安全多方計算、同態加密、零知識證明等密碼學演算法不斷融合應用;跨鏈技術和安全技術的研究逐漸成為研究熱點。
從區塊鏈硬體來看，目前，全球最主要的數字貨幣挖礦設備供應企業都位於中國，僅僅是比特大陸、嘉楠耘智、億邦科技三家挖礦設備企業就占據了市場超過90%的市場份額。
從行業應用來看，金融行業是目前區塊鏈技術落地項目最多、場景最為豐富的行業，如供應鏈金融、資產證芳化、徵信與風險控制等。
2020年區塊鏈產業將進一步得到規范
2020年，我國區塊鏈政策將持續利好、標准規范更加完善、產業規模持續增長、技術持續創新發展、重點領域應用示範效應加速顯現。同時根據2019年我國區塊鏈發展存在的問題，賽迪區塊鏈研究院提出加快頂層設計制定、建立健全監管體系、加快核心技術創新研發、推動第三方評測認證、加強專業人才培養、加速推動各領域應用落地六大建議。
——以上數據來源於前瞻產業研究院《中國區塊鏈行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。
你們對於區塊鏈的未來前景怎麼看發展趨勢：
1、核心關鍵技術發展趨勢
從區塊鏈現階段的技術和應用來看，其核心是分布式數據存儲、點對
點傳輸、共識機制、加密演算法等已有計算機技術。隨著區塊鏈應用的不斷深入，對這些核心技術也將不斷提出新的和更高的要求。在共識機制、安全演算法、隱私保護等相關技術領域的研究成果會對區塊鏈技術和應用的跨越式發展起到重要作用，對這些技術的持續創新和突破將非常關鍵。
（1）共識機制發展趨勢
公有鏈方面，目前常用的共識機制存在性能低、能耗高的缺點。「側鏈」技術也只能在某些特定條件下解決部分問題。聯盟鏈目前的主流共識機制大多基於PBFT及其變種，雖然加入許可權控制能獲得性能的大幅提升，但是同時也犧牲了一部分共識的效率、約束、容錯率等方面的性能。可以預見，針對一些典型場景的、具有普適性的、更優的共識演算法及決策，將會不斷出現。
（2）安全演算法方向發展趨勢
安全性對於以金融級應用系統為代表的系統中尤顯重要。一方面，目前採用的大多數傳統的安全類演算法，存在潛在的「後門」風險，需要逐步替換成更加安全的國密演算法，演算法的強度也需要不斷升級；另一方面，還要防止一些新技術，如量子計算，對傳統安全演算法的沖擊甚至顛覆。
（3）隱私保護發展趨勢
目前，區塊鏈相關的隱私保護環節還比較薄弱。尤其是對敏感數據需要平衡隱私保護和合規監管。信息隱私保護技術，如零知識證明、同態加密等，也是後續發展的一個重要方向。
以上核心技術偏計算機底層技術，其發展需要相當大的人員和時間投入，將是一個不斷遞進的過程。相關企業、科研機構、高等院校等在這些領域的研究成果和相互間的協作貫通對區塊鏈技術發展十分重要。
2、通用開發平台發展趨勢
目前，已有眾多的IT企業、咨詢公司、社區及技術聯盟已投入區塊鏈的應用研發，建立通用開發平台並不斷完善，對整個區塊鏈技術應用具有很大推動作用。
類似於雲計算的IaaS（基礎設施即服務）、PaaS（平台即服務），由基礎設施支撐層、區塊鏈核心組件服務層，以及相應的開發測試套件組成的區塊鏈通用開發平台，能夠完整地提供一站式、低成本搭建和部署區塊鏈應用的技術服務。目前已有部分這樣的平台出現，隨著區塊鏈應用的迅速發展和各相關參與者的大力投入，其服務覆蓋度、研發便利度、運維智能度，以及高穩定性、大容量、低成本，均是可以預見的發展方向。
區塊鏈的發展將會帶來哪兒些行業的增長？政策與市場雙層驅動區塊鏈行業發展前景廣闊
政策與市場雙層驅動，中國區塊鏈相關產業有望脫虛入實
在區塊鏈迅速發展的背景下，中國順應全球化需求，緊跟國際步伐，積極推動國內區塊鏈的相關領域研究、標准化制定以及產業化發展。與對比特幣等數字貨幣監管日益趨嚴的背景相比，針對區塊鏈技術的支持與鼓勵已在全球范圍內達成共識，國內區塊鏈技術也將在未來數年內得到國家與地方的政策支持。在政策與市場的雙層驅動下，區塊鏈相關產業有望脫虛入實，區塊鏈技術加速探索可能的應用場景。
全球區塊鏈市場規模預測
據前瞻產業研究院發布的《區塊鏈行業商業模式創新與投資機會深度分析報告》數據顯示，全球區塊鏈市場規模料將從2017年的4.115億美元增至2022年的76.837億美元，摺合成復合年均增長率高達79.6%。鑒於分布式賬本可應用的范圍很廣，再加上加密貨幣市值不斷上升，提高透明度、安全性、效率以及簡化流程的需求旺盛，還有區塊鏈即服務(
簡稱BaaS)也是發展的熱門，區塊鏈市場將急速擴張。此外，通訊服務、國際貿易、供應鏈管理、程式平台、支付、智能合約、數字身份驗證等等也急需區塊鏈技術，將創造大量的增長機會。
區塊鏈作為分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等技術的集成應用，近年來已成為聯合國、國際貨幣基金組織等國際組織以及許多國家政府研究討論的熱點，產業界也紛紛加大投入力度。目前，區塊鏈的應用已延伸到物聯網、智能製造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域，將為雲計算、大數據、移動互聯網等新一代信息技術的發展帶來新的機遇，有能力引發新一輪的技術創新和產業變革。
到2022年，支付板塊或占據區塊鏈市場的最大份額
依託區塊鏈技術可以實現資產的即時支付，不僅具有不可篡改、數字身份驗證的特點，而且還能為金融機構、銀行大幅節省結算的成本。此外，區塊鏈讓支付的自動化成為可能，消除中間商存在的必要性，並節約人力成本、節省買賣雙方的時間。得益於以上諸多優點，預計支付板塊將是整個區塊鏈市場上分量最重的一塊。
增速最快的地區將是亞太
亞太地區的區塊鏈服務提供商善於設計、開發界面友好、節省成本、速度快的加密貨幣平台，延伸區塊鏈在多個行業的應用觸角。無論是大企業還是中小企業，都在積極尋求風險融資，投資研發最前沿的區塊鏈技術。此外，亞太地區一些國家的房地產業有望從半透明快速轉型至全透明，也有助於提升區塊鏈在亞太地區的發展前景。
發展區塊鏈有什麼前景？
行業主要企業：中國平安(601318)、東港股份(002117)、信息發展(300469)、遠光軟體(002063)、博思軟體(300525)、飛天誠信(300386)、四方精創(300468)、工商銀行(601398)、順豐控股(002352)
本文核心數據：中國區塊鏈市場規模、中國區塊鏈招標數量、中國區塊鏈企業數量
行業概況
1、定義
狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
區塊鏈並不是一項單一的技術，而是一個新技術的組合。其中每項技術都各司其職，解決了不同難題，組合在一起形成了區塊鏈。區塊作為區塊鏈的基本結構單元，由區塊頭和包含了交易數據的區塊主體兩部分組成。
2、產業鏈剖析：下遊行業涉及范圍廣
區塊鏈產業鏈的上游主要是底層的技術及基礎設施。底層技術包括核心基礎組件、協議和演算法。以比特幣、萊特幣、以太坊為代表，搭建了基於區塊鏈技術的分布式演算法、數字秘鑰、數據存儲、P2P網路協議、共識機制等網路環境、交易規則及礦工加入網路節點的獎勵機制，代表性企業有小蟻、量子鏈、萬象區塊鏈等;基礎設施則主要是礦機。
中游則是平台層，主要是面向開發者提供基於區塊鏈技術的應用，是在底層技術的基礎上提供智能合約、信息安全、數據服務等產品化服務，提高開發者在平台層開發應用的便捷性和可拓展性。
下游則是垂直行業應用層。表現為核心應用組件，包括智能合約、可編程資產、激勵機制、成員管理等。
行業發展歷程：正處於區塊鏈3.0時代
從全球區塊鏈的發展歷程來看，2008年，署名為「中本聰」的匿名人士發表論文《比特幣：對等網路電子現金系統》，最初期望是推出一種可以自由流通的點對點電子現金，比特幣的發行代表了區塊鏈技術的開端;之後在2013年以太坊的推出，直接推動區塊鏈進入到2.0時代;2017年底，穩定幣的流行以及及MakerDAO上線，推動區塊鏈進入3.0時代，到2019年6月，Facebook發布Libra白皮書，引起全球各界的關注與討論，各國監管部門先後發聲，顯示出區塊鏈技術在重塑全球金融基礎設施方面的巨大潛力。進入2021年後，基於NFT的標識技術興起，率先在藝術領域展開應用。
行業政策背景：推動區塊鏈全方位發展
2016年，國務院發布《「十三五」國家信息化規劃》首次將區塊鏈列入新技術范疇並作前沿布局，標志著我國開始推動區塊鏈技術和應用發展。此後國家個地方接連出台區塊鏈相關政策，為區塊鏈的發展提供了良好的環境。
2019年2月，國家互聯網信息辦公室發布的《區塊鏈信息服務管理規定》正式施行，規范了我國區塊鏈行業發展所發布的備案依據。出台《規定》旨在明確區塊鏈信息服務提供者的信息安全管理責任，規范和促進區塊鏈技術及相關服務健康發展，規避區塊鏈信息服務安全風險，為區塊鏈信息服務的提供、使用、管理等提供有效的法律依據。本次「管理規定」的出台也意味著我國對於區塊鏈信息服務的「監管時代」正式來臨。
2019年10月底，中共中央政治局就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行了第十八次集體學習，中央領導明確強調把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口，加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。這充分表明了區塊鏈技術已上升到了國家高度。在中央政治局集體學習上做講解的浙江大學教授、中國工程院院士陳純，10月12日在由中國計算機學會主辦的2019CCF區塊鏈技術大會上表示，國內區塊鏈產業發展正迎來「春風」，中國區塊鏈技術的研究熱點將集中於聯盟區塊鏈的關鍵技術、區塊鏈監管技術兩個方面。
行業發展現狀
1、2020年市場規模增速超90%
2016-2018年，大型IT互聯網企業紛紛布局區塊鏈，初創企業進入井噴模式，產業規模不斷擴大，根據IDC的數據，中國區塊鏈行業經歷了從2017年的0.85億美元級別市場規模，到2020年的5.61億美元級別產業規模的改變。
2、相關企業數量快速增長
在企業數量方面，2020H1我國提供區塊鏈專業技術支持、產品、解決方案等服務，且有投入或產出的新增區塊鏈企業數量達303家，全國同比增長274.07%。截至2020年末，我國區塊鏈相關企業數量達到64062家，同比增長52.88%。
3、區塊鏈金融是最大下游應用市場
根據《中國區塊鏈發展白皮書(2020)》的披露，隨著區塊鏈應用落地加快推進，「區塊鏈+」業務已經成為互聯網骨幹企業進軍區塊鏈行業的發展重點，在金融業務之外，積極部署互聯網、溯源、供應鏈物流、數字資產、政務及公共服務、知識產權、法律、醫療等多領域的應用。其中，金融是區塊鏈技術應用場景中探索最多的領域，在供應鏈金融、貿易融資、支付清算、資金管理等細分領域都有具體的項目落地。
4、區塊鏈招標數量逐年增多
從年份來看，2016-2020年，政府在區塊鏈相關項目上的招標數一直呈指數型增長，一方面得益於區塊鏈技術的應用價值日益凸顯，另一方面也體現出政府對於區塊鏈的需求和重視程度都有所增加。
行業競爭狀況
1、區域競爭：北京廣東區塊鏈技術研發相關企業分布最多
在公司分布方面，截至2021年上半年，企業分布階梯化明顯。其中北京、廣東分別以348家和341家區塊鏈開發相關企業位居第一梯隊，江蘇、上海、浙江企業數量分別達164、127、81家。
區塊鏈產業園區作為區塊鏈產業集群發展的重要載體，各地方政府正在加快推進建設。從產業園的位置分布來看，北京、上海、杭州、廣州、重慶、青島、長沙等城市區塊鏈產業園區數量較多，形成以北京、山東為主的環渤海聚集效應，以浙江、上海、江蘇為主的長江三角洲聚集效應，以廣東為主的珠江三角洲聚集效應和以重慶、湖南為主的湘黔渝聚集效應。結合產業園的定位發展，均是以為企業服務為前提，打造區塊鏈創新平台和產業高地，這樣的定位也為企業的聚集效應提供了基礎。
2、企業競爭：阿里巴巴區塊鏈實力最強
2021年3月，在中國移動通信聯合會區塊鏈專業委員會、中國科技體制改革研究會數字經濟發展研究小組和中國區塊鏈企業百強榜組委會指導下，鏈塔智庫從數千個項目、企業名單中進行篩選、評估，最終發布2020中國區塊鏈企業百強榜。
在2020年疫情爆發的大背景下，2020年區塊鏈百強榜對企業考察的維度進行了一定程度的調整，以突出2020年度優秀區塊鏈企業的表現。其中分為五大主要維度，分別是商業經營權重佔比25%，技術研發權重佔比20%，產品應用權重佔比30%，團隊組成權重佔比15%和市場推廣佔比10%。
行業發展前景及趨勢預測
1、目前仍舊處於導入期
目前，我國區塊鏈行業正處在導入期，行業呈現出兩個主要特點：一是大型行業企業積極應用區塊鏈技術來改進其自身的業務，但仍以嘗試為主，主要的應用場景也都為行業中的非核心業務。如中國平安、中國銀聯、螞蟻金服等企業在區塊鏈應用探索中僅限於非核心業務;二是以區塊鏈技術服務為主的企業的業務發展大多處在起步階段，產品技術體系和商業模式還不夠成熟，需求方對區塊鏈的認識還有待提高。區塊鏈在司法存證、政務管理、民生服務、食品溯源、供應鏈管理等場景中已經形成了一些應用案例，但還有待進一步優化和完善。
2、預計2026年市場容量超160億美元
區塊鏈技術是中國新一代信息技術自主創新突破的重點方向，蘊含著巨大的創新空間，在晶元、大數據、雲計算等領域，創新活動日趨活躍，創新要素不斷積聚。區塊鏈技術在各行各業的應用不斷深化，將催生大量的新技術、新產品、新應用、新模式。
中國以加快轉變經濟發展方式為主線，更加註重經濟質量和人民生活水平的提高，採用包括區塊鏈技術在內的新一代信息技術改造升級傳統產業，提升傳統產業的發展質量和效益，提高社會管理、公共服務和家居生活智能化水平。未來巨大的市場需求將為區塊鏈技術帶來難得的發展機遇和廣闊的發展空間。研究員整理分析認為，中國區塊鏈市場將保持高速增長，2021-2026年市場規模年復合增速達73%，2026年的市場規模將達163.68億美元，且在未來20年，中國區塊鏈行業市場規模有望達萬億級別。
以上數據參考前瞻產業研究院《中國區塊鏈行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。
2. 區塊鏈目前用到哪些共識機制它們各自的優缺點和適用范圍是什麼
目前主要有四大類共識機制：Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量證明，就是大家熟悉的挖礦，通過與或運算，計算出一個滿足規則的隨機數，即獲得本次記賬權，發出本輪需要記錄的數據，全網其它節點驗證後一起存儲；
優點：完全去中心化，節點自由進出；
缺點：目前bitcoin已經吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共識機制的區塊鏈應用很難獲得相同的算力來保障自身的安全；挖礦造成大量的資源浪費；共識達成的周期較長，不適合商業應用
2、Pos權益證明，Pow的一種升級共識機制；根據每個節點所佔代幣的比例和時間；等比例的降低挖礦難度，從而加快找隨機數的速度。
優點：在一定程度上縮短了共識達成的時間
缺點：還是需要挖礦，本質上沒有解決商業應用的痛點
3、DPos股份授權證明機制，類似於董事會投票，持幣者投出一定數量的節點，代理他們進行驗證和記賬。
優點：大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證
缺點：整個共識機制還是依賴於代幣，很多商業應用是不需要代幣存在的
4、Pool驗證池，基於傳統的分布式一致性技術，加上數據驗證機制；是目前行業鏈大范圍在使用的共識機制
優點：不需要代幣也可以工作，在成熟的分布式一致性演算法（Pasox、Raft）基礎上，實現秒級共識驗證；
缺點：去中心化程度不如bictoin；更適合多方參與的多中心商業模式
在使用共識機制，保證數據一致性時的巨大優勢（共識機制則是Ripple首先提出的，數據正確性優先的網路交易同步機制，在共識網路中，無論軟體代碼怎麼變動，無法取得共識就無法進入網路，更不要提分叉了）。
——————————————————
PS：稍微自黑下，雖然共識機制絕對能確保任何時候都不會產生硬分叉。但是，這種機制的缺點也比較明顯，那就是要取得與其他節點的共識，明顯要比當前Bitcoin網路漫長的多。極端情況下，在Ripple共識機制網路中掉線的後果也是很恐怖的。
有可能你家停電一天，第二天整個系統就再也無法與其它Rippled節點取得共識了（共識機制事實上需要超過80%的節點承認了你的數據，你的提交才會被其它節點接受，否則就會被排它的拒絕連接），甚至只能清空自己全部500多GB數據重新同步才能連上其它Ripple節點。
所以目前來說，現有的Rippled端並不適合民用（商用的話影響就比較小，比如RL自己的Rippled節點託管在亞馬遜雲數據中心，長時間無響應是可以高額索賠的，而且那種地方除了大型災害幾乎不會斷），這也是RL一直想改進的方面之一。
3. 區塊鏈里共識機制是什麼
區塊鏈技術中的共識機制是什麼？1.共識機制是什麼
在一個去中心化的結構體系中，由於各個參與方的地位是平等的，當出現分歧的時候，如何達成共識就成了問題。
所以，一個設計精妙、實際操作起來簡單的共識機制是一個分布式的體系能夠順利自運轉下去的關鍵所在。
簡而言之，共識機制就是在一個時間段內對事物的前後順序達成共識的一種演算法，是區塊鏈節點就區塊信息達成全網一致共識的機制。
什麼是共識機制？共識機制，簡單說就是在一個時間段內對事物的前後順序達成共識的一種演算法。
在區塊鏈上，共識機制就像一個國家的法律，維系著區塊鏈世界的正常運轉。在區塊鏈上，每個人都會有一份記錄鏈上所有交易的賬本，鏈上產生一筆新的交易時，每個人接收到這個信息的時間是不一樣的，有些想要干壞事的人就有可能在這時發布一些錯誤的信息，這時就需要一個人把所有人接收到的信息進行驗證，最後公布最正確的信息。
目前，常用的共識機制有三種：
1、工作量證明機制(ProofofWork-PoW)是我們最熟知的一種共識機制。就如字面的解釋，PoW就是工作越多，收益越大。這里的工作就是猜數字，誰能最快的猜出這個唯一的數字，誰就能做信息公示人。
2、權益證明機制(ProofofStake-PoS)也屬於一種共識證明，它類似股權憑證和投票系統，因此也叫「股權證明演算法」。由持有最多（token）的人來公示最終信息。
3、拜占庭共識演算法（-PBFT）也是一種常見的共識證明。它與之前兩種都不相同，PBFT以計算為基礎，也沒有代幣獎勵。由鏈上所有人參與投票，少於（N-1）/3個節點反對時就獲得公示信息的權利。
區塊鏈的靈魂的共識機制是什麼？區塊鏈，通俗地說，是一個去中心化的賬本。只是這個賬本與傳統賬本不同，不是由會計或少數幾個人來記賬，而是人人都可以參與記賬。而且，這個記賬需要一個大家都認可的規則，即「怎樣記賬才是有效」，而這個大家認可的規則就是區塊鏈的共識機制。
一大家人計劃去國外旅遊，通過商議後，選了泰國，那麼到泰國去旅遊就是你們家形成的共識。而商議的方式，是少數服從多數，而少數服從多數就是你們家確定旅遊目的地的共識機制。
同樣，PoW、PoS、DPoS，分別代表區塊鏈網路的三種主要記賬規則，它們的作用非常大，直接關繫到記賬權和相關收益的分配。不誇張地說，共識機制是區塊鏈的靈魂。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。
區塊鏈的共識機制
1.網路上的交易信息如何確認並達成共識？?
雖然經常提到共識機制，但是對於共識機制的含義和理解卻並清楚。因此需要就共識機制的相關概念原理和實現方法有所理解。?
區塊鏈的交易信息是通過網路廣播傳輸到網路中各個節點的，在整個網路節點中如何對廣播的信息進行確認並達成共識最終寫入區塊呢？?如果沒有相應的可靠安全的實現機制，那麼就難以實現其基本的功能，因此共識機制是整個網路運行下去的一個關鍵。
共識機制解決了區塊鏈如何在分布式場景下達成一致性的問題。區塊鏈能在眾多節點達到一種較為平衡的狀態也是因為共識機制。那麼共識機制是如何在在去中心化的思想上解決了節點間互相信任的問題呢？?
當分布式的思想被提出來時，人們就開始根據FLP定理和CAP定理設計共識演算法。規范的說，理想的分布式系統的一致性應該滿足以下三點：
1.可終止性（Termination）：一致性的結果可在有限時間內完成。
2.共識性(Consensus)：不同節點最終完成決策的結果應該相同。
3.合法性(Validity)：決策的結果必須是其他進程提出的提案。
但是在實際的計算機集群中，可能會存在以下問題:
1.節點處理事務的能力不同，網路節點數據的吞吐量有差異
2.節點間通訊的信道可能不安全
3.可能會有作惡節點出現
4.當非同步處理能力達到高度一致時，系統的可擴展性就會變差（容不下新節點的加入）。
科學家認為，在分布式場景下達成完全一致性是不可能的。但是工程學家可以犧牲一部分代價來換取分布式場景的一致性，上述的兩大定理也是這種思想，所以基於區塊鏈設計的各種公式機制都可以看作犧牲那一部分代價來換取多適合的一致性，我的想法是可以在這種思想上進行一個靈活的變換，即在適當的時間空間犧牲一部分代價換取適應於當時場景的一致性，可以實現靈活的區塊鏈系統，即可插拔式的區塊鏈系統。今天就介紹一下我對各種共識機制的看法和分析，分布式系統中有無作惡節點分為拜占庭容錯和非拜占庭容錯機制。
FLP定理即FLP不可能性，它證明了在分布式情景下，無論任何演算法，即使是只有一個進程掛掉，對於其他非失敗進程，都存在著無法達成一致的可能。
FLP基於如下幾點假設：
僅可修改一次：?每個進程初始時都記錄一個值（0或1）。進程可以接收消息、改動該值、並發送消息，當進程進入decidestate時，其值就不再變化。所有非失敗進程都進入decidedstate時，協議成功結束。這里放寬到有一部分進程進入decidedstate就算協議成功。
非同步通信：?與同步通信的最大區別是沒有時鍾、不能時間同步、不能使用超時、不能探測失敗、消息可任意延遲、消息可亂序。
通信健壯：只要進程非失敗，消息雖會被無限延遲，但最終會被送達；並且消息僅會被送達一次（無重復）。
Fail-Stop模型：進程失敗如同宕機，不再處理任何消息。
失敗進程數量：最多一個進程失敗。
CAP是分布式系統、特別是分布式存儲領域中被討論最多的理論。CAP由EricBrewer在2000年PODC會議上提出，是EricBrewer在Inktomi期間研發搜索引擎、分布式web緩存時得出的關於數據一致性(consistency)、服務可用性(availability)、分區容錯性(partition-tolerance)的猜想：
數據一致性(consistency)：如果系統對一個寫操作返回成功，那麼之後的讀請求都必須讀到這個新數據；如果返回失敗，那麼所有讀操作都不能讀到這個數據，對調用者而言數據具有強一致性(strongconsistency)(又叫原子性atomic、線性一致性linearizableconsistency)[5]
服務可用性(availability)：所有讀寫請求在一定時間內得到響應，可終止、不會一直等待
分區容錯性(partition-tolerance)：在網路分區的情況下，被分隔的節點仍能正常對外服務
在某時刻如果滿足AP，分隔的節點同時對外服務但不能相互通信，將導致狀態不一致，即不能滿足C；如果滿足CP，網路分區的情況下為達成C，請求只能一直等待，即不滿足A；如果要滿足CA，在一定時間內要達到節點狀態一致，要求不能出現網路分區，則不能滿足P。
C、A、P三者最多隻能滿足其中兩個，和FLP定理一樣，CAP定理也指示了一個不可達的結果(impossibilityresult)。
區塊鏈的四種共識機制區塊鏈的共識機制可以分為以下四類:權益證明機制、工作量證明機制、Pool驗證和池股份授權證明機制。
區塊鏈，就是一個又一個區塊組成的鏈條。每一個區塊中保存了一定的信息，它們按照各自產生的時間順序連接成鏈條。這個鏈條被保存在所有的伺服器中，只要整個系統中有一台伺服器可以工作，整條區塊鏈就是安全的。這些伺服器在區塊鏈系統中被稱為節點，它們為整個區塊鏈系統提供存儲空間和算力支持。
區塊鏈常見的三大共識機制區塊鏈是建立在P2P網路，由節點參與的分布式賬本系統，最大的特點是「去中心化」。也就是說在區塊鏈系統中，用戶與用戶之間、用戶與機構之間、機構與機構之間，無需建立彼此之間的信任，只需依靠區塊鏈協議系統就能實現交易。
可是，要如何保證賬本的准確性，權威性，以及可靠性？區塊鏈網路上的節點為什麼要參與記賬？節點如果造假怎麼辦？如何防止賬本被篡改？如何保證節點間的數據一致性？……這些都是區塊鏈在建立「去中心化」交易時需要解決的問題，由此產生了共識機制。
所謂「共識機制」，就是通過特殊節點的投票，在很短的時間內完成對交易的驗證和確認；當出現意見不一致時，在沒有中心控制的情況下，若干個節點參與決策達成共識，即在互相沒有信任基礎的個體之間如何建立信任關系。
區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學演算法，在機器之間建立「信任」網路，從而通過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。
不同的區塊鏈種類需要不同的共識演算法來確保區塊鏈上最後的區塊能夠在任何時候都反應出全網的狀態。
目前為止，區塊鏈共識機制主要有以下幾種：POW工作量證明、POS股權證明、DPOS授權股權證明、Paxos、PBFT（實用拜占庭容錯演算法）、dBFT、DAG（有向無環圖）
接下來我們主要說說常見的POW、POS、DPOS共識機制的原理及應用場景
概念：
工作量證明機制（Proofofwork），最早是一個經濟學名詞，指系統為達到某一目標而設置的度量方法。簡單理解就是一份證明，用來確認你做過一定量的工作，通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量。
工作量證明機制具有完全去中心化的優點，在以工作量證明機制為共識的區塊鏈中，節點可以自由進出，並通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權，求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。
應用：
POW最著名的應用當屬比特幣。在比特幣網路中，在Block的生成過程中，礦工需要解決復雜的密碼數學難題，尋找到一個符合要求的BlockHash由N個前導零構成，零的個數取決於網路的難度值。這期間需要經過大量嘗試計算（工作量），計算時間取決於機器的哈希運算速度。
而尋找合理hash是一個概率事件，當節點擁有佔全網n%的算力時，該節點即有n/100的概率找到BlockHash。在節點成功找到滿足的Hash值之後，會馬上對全網進行廣播打包區塊，網路的節點收到廣播打包區塊，會立刻對其進行驗證。
如果驗證通過，則表明已經有節點成功解迷，自己就不再競爭當前區塊，而是選擇接受這個區塊，記錄到自己的賬本中，然後進行下一個區塊的競爭猜謎。網路中只有最快解謎的區塊，才會添加的賬本中，其他的節點進行復制，以此保證了整個賬本的唯一性。
假如節點有任何的作弊行為，都會導致網路的節點驗證不通過，直接丟棄其打包的區塊，這個區塊就無法記錄到總賬本中，作弊的節點耗費的成本就白費了，因此在巨大的挖礦成本下，也使得礦工自覺自願的遵守比特幣系統的共識協議，也就確保了整個系統的安全。
優缺點
優點：結果能被快速驗證，系統承擔的節點量大，作惡成本高進而保證礦工的自覺遵守性。
缺點：需要消耗大量的演算法，達成共識的周期較長
概念：
權益證明機制（ProofofStake），要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權。
權益證明機制的運作方式是，當創造一個新區塊時，礦工需要創建一個「幣權」交易，交易會按照預先設定的比例把一些幣發送給礦工本身。權益證明機制根據每個節點擁有代幣的比例和時間，依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度，從而加快了尋找隨機數的速度。
應用：
2012年，化名SunnyKing的網友推出了Peercoin（點點幣），是權益證明機制在加密電子貨幣中的首次應用。PPC最大創新是其采礦方式混合了POW及POS兩種方式，採用工作量證明機制發行新幣，採用權益證明機制維護網路安全。
為了實現POS，SunnyKing借鑒於中本聰的Coinbase，專門設計了一種特殊類型交易，叫Coinstake。
上圖為Coinstake工作原理，其中幣齡指的是貨幣的持有時間段，假如你擁有10個幣，並且持有10天，那你就收集到了100天的幣齡。如果你使用了這10個幣，幣齡被消耗（銷毀）了。
優缺點：
優點：縮短達成共識所需的時間，比工作量證明更加節約能源。
缺點：本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算，轉賬真實性較難保證
概念：
授權股權證明機制（DelegatedProofofStake），與董事會投票類似，該機制擁有一個內置的實時股權人投票系統，就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會，所有股東都在這里投票決定公司決策。
授權股權證明在嘗試解決傳統的PoW機制和PoS機制問題的同時，還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負面效應。基於DPoS機制建立的區塊鏈的去中心化依賴於一定數量的代表，而非全體用戶。在這樣的區塊鏈中，全體節點投票選舉出一定數量的節點代表，由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。
同時，區塊鏈中的全體節點具有隨時罷免和任命代表的權力。如果必要，全體節點可以通過投票讓現任節點代表失去代表資格，重新選舉新的代表，實現實時的民主。
應用：
比特股（Bitshare）是一類採用DPOS機制的密碼貨幣。通過引入了見證人這個概念，見證人可以生成區塊，每一個持有比特股的人都可以投票選舉見證人。得到總同意票數中的前N個（N通常定義為101）候選者可以當選為見證人，當選見證人的個數（N）需滿足：至少一半的參與投票者相信N已經充分地去中心化。
見證人的候選名單每個維護周期（1天）更新一次。見證人然後隨機排列，每個見證人按序有2秒的許可權時間生成區塊，若見證人在給定的時間片不能生成區塊，區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速，也更加節能。
DPOS充分利用了持股人的投票，以公平民主的方式達成共識，他們投票選出的N個見證人，可以視為N個礦池，而這N個礦池彼此的權利是完全相等的。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人（礦池），只要他們提供的算力不穩定，計算機宕機，或者試圖利用手中的權力作惡。
優缺點：
優點：縮小參與驗證和記賬節點的數量，從而達到秒級的共識驗證
缺點：中心程度較弱，安全性相比POW較弱，同時節點代理是人為選出的，公平性相比POS較低，同時整個共識機制還是依賴於代幣的增發來維持代理節點的穩定性。
4. 讀懂區塊鏈共識機制 ：PoW、PoS、PAXOS、RAFT、PBFT
共識機制，即通過特定節點的投票，在短時間內完成交易的驗證和確認。若多個利益不相乾的節點對一筆交易達成共識，則全網也可視為達成共識。以通俗語言解釋，若中國一微博大V、美國一虛擬幣玩家、非洲留學生和歐洲旅行者互不相識，但都一致認為你是個好人，那麼基本上可以斷定你這人還不壞。
在分布式環境中，共識機制一般涉及兩種類型節點。即使發生故障，系統也必須正常運行，可能出現的故障有兩種類型。
區塊鏈共識協議的主要責任是確保通過分布式方法達成共識，即使出現拜占庭式的失敗也不會影響。
一些著名的分布式賬本及其使用的共識演算法包括Proof of Work（PoW），比特幣區塊鏈的共識機制，是為公共區塊鏈設計的。在PoW中，共識能否最終達成是不被保證的。礦工既是leader node又是validator node。節點通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權，求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現，算力越高，就越有可能解得數值。計算出哈希值的節點才能夠向區塊鏈中添加區塊，並獲得獎勵。
Proof of Stake（PoS）在權益證明（PoS）類共識協議中，礦工的選擇取決於每個節點攜帶的「權益」（如加密貨幣）數量，而不是其計算能力。PoS相比PoW會消耗更少的資源，縮短達成共識所需的時間。
PAXOS是最基本的分布式共識（一致性）演算法，允許在不可靠的通信條件下對一個值達成共識。PAXOS的核心思想是，如果有一半以上的進程選擇了一個值，那麼依據多數人代表整體的原則，這個值就是共識。
Replicated And Fault Tolerant（RAFT）允許集群的重新配置，這使得集群成員的改變不需要中斷服務。它還允許日誌壓縮，以緩解節點崩潰後緩慢重建的問題並減少消耗的存儲。
Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)被設計用來在有拜占庭錯誤的情況下提供共識。
關於RAFT演算法的最大容錯節點數量是（n-1）/2，而PBFT演算法的最大容錯節點數量是（n-1）/3。
IT系統的性能和可擴展性一直是用來衡量區塊鏈共識演算法的關鍵非功能性指標。
交易吞吐量被定義為區塊鏈網路每秒鍾可以處理的交易（Tx）數量。
5. 共識機制評價標准
區塊鏈上採用不同的共識機制，在滿足一致性和有效性的同時會對系統整體性能產生不同影響。綜合考慮各個共識機制的特點，從以下4個維度評價各共識機制的技術水平：
1）安全性。即是否可以防止二次支付、自私挖礦等攻擊，是否有良好的容錯能力。以金融交易為驅動的區塊鏈系統在實現一游姿態致性的過程中，最主要的安全問題就是如何防止和檢測二次支付行為。自私挖礦通過採用適當的策略發布自己產生的區塊，獲得更高的相對收益，是一種威脅比特幣系統安全性和公平性的理論攻擊方法。此外，Eclipse攻擊控制目標對象的網路通信，形成網路分區，阻隔交易傳播。Sybil攻擊通過生產大量無意義的節點影響系統安全性。
2）神源擴展性。即是否支持網路節點擴展。擴展性是區塊鏈設計要考慮的關鍵因素之一。根據對象不同，擴展性又分為系統成員冊散數量的增加和待確認交易數量的增加兩部分。擴展性主要考慮當系統成員數量、待確認交易數量增加時，隨之帶來的系統負載和網路通信量的變化，通常以網路吞吐量來衡量。
3）性能效率。即從交易達成共識被記錄在區塊鏈中至被最終確認的時間延遲，也可以理解為系統每秒可處理確認的交易數量。與傳統第三方支持的交易平台不同，區塊鏈技術通過共識機制達成一致，因此其性能效率問題一直是研究的關注點。比特幣系統每秒最多處理7筆交易，遠遠無法支持現有的業務量。
4）資源消耗。即在達成共識的過程中，系統所要耗費的計算資源大小，包括CPU、內存等。區塊鏈上的共識機制藉助計算資源或者網路通信資源達成共識。以比特幣系統為例，基於工作量證明機制的共識需要消耗大量計算資源進行挖磯提供信任證明完成共識。
6. 拜占庭容錯共識演算法介紹
在區塊鏈共識演算法中，拜占庭容錯（BFT）演算法是一種獨特且重要的解決方案，它源自拜占庭將軍問題。這個問題的核心在於，如何在存在叛徒的情況下，確保忠誠節點能達成一致的決策，類似於分布式系統中的正常伺服器和故障或惡意節點。BFT有三種主要版本，包括實用拜占庭容錯（PBFT）、聯邦拜占庭協議（FBA）和授權拜占庭容錯（dBFT）。
PBFT是首個實際解決拜占庭問題的協議，具有高速和可擴展性，但主要適用於私有和許可網路，如Hyperledger Fabric和Ripple。PBFT通過預設的將軍數量（如33%的容錯率）保證高效運行，但其中心化的特性限制了它在公開網路的應用。Ripple的共識演算法利用了PBFT，允許快速確認交易，但僅限於受信任的節點網路。
FBA，如在Stellar中採用的，強調的是吞吐量、低交易開銷和網路擴展性，用戶可以選擇信任的驗證者。與PBFT相比，FBA的去中心化程度更高，允許自由節點加入並投票，但可能犧牲部分性能。
dBFT在Neo中被應用，具有快速和可擴展性，通過代理投票支持大規模參與，但存在多個根鏈的風險。這種機制在交易速度和吞吐量上表現出色，但對記賬節點的依賴度高，超過三分之一的記賬節點故障可能導致服務中斷或區塊鏈分叉。
總結來說，BFT共識演算法為分布式網路提供了在不確定性和安全性環境中達成共識的有效途徑，但每個版本都有其適用場景和權衡。了解這些區別有助於選擇最合適的共識機制來構建安全的區塊鏈網路。
7. 區塊鏈幾大共識機制及優缺點
首先，沒有一種共識機制是完美無缺的，各共識機制都有其優缺點，有些共識機制是為解決一些特定的問題而生。
1.pow( Proof of Work）工作量證明
一句話介紹：乾的越多，收的越多。
依賴機器進行數學運算來獲取記賬權，資源消耗相比其他共識機制高、可監管性弱，同時每次達成共識需要全網共同參與運算，性能效率比較低，容錯性方面允許全網50%節點出錯。
優點：
1)演算法簡單，容易實現；
2)節點間無需交換額外的信息即可達成共識；
3)破壞系統需要投入極大的成本；
缺點：
1)浪費能源；
2)區塊的確認時間難以縮短；
3)新的區塊鏈必須找到一種不同的散列演算法，否則就會面臨比特幣的算力攻擊；
4)容易產生分叉，需要等待多個確認；
5)永遠沒有最終性，需要檢查點機制來彌補最終性；
2.POS Proof of Stake，權益證明
一句話介紹：持有越多，獲得越多。
主要思想是節點記賬權的獲得難度與節點持有的權益成反比，相對於PoW，一定程度減少了數學運算帶來的資源消耗，性能也得到了相應的提升，但依然是基於哈希運算競爭獲取記賬權的方式，可監管性弱。該共識機制容錯性和PoW相同。它是Pow的一種升級共識機制，根據每個節點所佔代幣的比例和時間，等比例的降低挖礦難度，從而加快找隨機數的速度
優點：在一定程度上縮短了共識達成的時間；不再需要大量消耗能源挖礦。
缺點：還是需要挖礦，本質上沒有解決商業應用的痛點；所有的確認都只是一個概率上的表達，而不是一個確定性的事情，理論上有可能存在其他攻擊影響。例如，以太坊的DAO攻擊事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出現，事實上證明了此次硬分叉的失敗。
DPOS與POS原理相同，只是選了一些「人大代表」。
BitShares社區首先提出了DPoS機制。
與PoS的主要區別在於節點選舉若干代理人，由代理人驗證和記賬。其合規監管、性能、資源消耗和容錯性與PoS相似。類似於董事會投票，持幣者投出一定數量的節點，代理他們進行驗證和記賬。
DPoS的工作原理為：
去中心化表示每個股東按其持股比例擁有影響力，51%股東投票的結果將是不可逆且有約束力的。其挑戰是通過及時而高效的方法達到51%批准。為達到這個目標，每個股東可以將其投票權授予一名代表。獲票數最多的前100位代表按既定時間表輪流產生區塊。每名代表分配到一個時間段來生產區塊。所有的代表將收到等同於一個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。如果一個平均水平的區塊含有100股作為交易費，一名代表將獲得1股作為報酬。
網路延遲有可能使某些代表沒能及時廣播他們的區塊，而這將導致區塊鏈分叉。然而，這不太可能發生，因為製造區塊的代表可以與製造前後區塊的代表建立直接連接。建立這種與你之後的代表(也許也包括其後的那名代表)的直接連接是為了確保你能得到報酬。
該模式可以每30秒產生一個新區塊，並且在正常的網路條件下區塊鏈分叉的可能性極其小，即使發生也可以在幾分鍾內得到解決。
成為代表：
成為一名代表，你必須在網路上注冊你的公鑰，然後分配到一個32位的特有標識符。然後該標識符會被每筆交易數據的「頭部」引用。
授權選票：
每個錢包有一個參數設置窗口，在該窗口裡用戶可以選擇一個或更多的代表，並將其分級。一經設定，用戶所做的每筆交易將把選票從「輸入代表」轉移至「輸出代表」。一般情況下，用戶不會創建特別以投票為目的的交易，因為那將耗費他們一筆交易費。但在緊急情況下，某些用戶可能覺得通過支付費用這一更積極的方式來改變他們的投票是值得的。
保持代表誠實：
每個錢包將顯示一個狀態指示器，讓用戶知道他們的代表表現如何。如果他們錯過了太多的區塊，那麼系統將會推薦用戶去換一個新的代表。如果任何代表被發現簽發了一個無效的區塊，那麼所有標准錢包將在每個錢包進行更多交易前要求選出一個新代表。
抵抗攻擊：
在抵抗攻擊上，因為前100名代表所獲得的權力權是相同的，每名代表都有一份相等的投票權。因此，無法通過獲得超過1%的選票而將權力集中到一個單一代表上。因為只有100名代表，可以想像一個攻擊者對每名輪到生產區塊的代表依次進行拒絕服務攻擊。幸運的是，由於事實上每名代表的標識是其公鑰而非IP地址，這種特定攻擊的威脅很容易被減輕。這將使確定DDOS攻擊目標更為困難。而代表之間的潛在直接連接，將使妨礙他們生產區塊變得更為困難。
優點：大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證。
缺點：整個共識機制還是依賴於代幣，很多商業應用是不需要代幣存在的。
3.PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance，實用拜占庭容錯
介紹：在保證活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容錯性。
在分布式計算上，不同的計算機透過訊息交換，嘗試達成共識；但有時候，系統上協調計算機（Coordinator / Commander）或成員計算機 （Member /Lieutanent）可能因系統錯誤並交換錯的訊息，導致影響最終的系統一致性。
拜占庭將軍問題就根據錯誤計算機的數量，尋找可能的解決辦法，這無法找到一個絕對的答案，但只可以用來驗證一個機制的有效程度。
而拜占庭問題的可能解決方法為：
在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決。其中，N為計算機總數，F為有問題計算機總數。信息在計算機間互相交換後，各計算機列出所有得到的信息，以大多數的結果作為解決辦法。
1）系統運轉可以脫離幣的存在，pbft演算法共識各節點由業務的參與方或者監管方組成，安全性與穩定性由業務相關方保證。
2）共識的時延大約在2~5秒鍾，基本達到商用實時處理的要求。
3）共識效率高，可滿足高頻交易量的需求。
缺點：
1)當有1/3或以上記賬人停止工作後，系統將無法提供服務；
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時，惡意記賬人可以使系統出現分叉，但是會留下密碼學證據
下面說兩個國產的吧~
4.dBFT： delegated BFT 授權拜占庭容錯演算法
介紹：小蟻採用的dBFT機制，是由權益來選出記賬人，然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識。
此演算法在PBFT基礎上進行了以下改進：
將C/S架構的請求響應模式，改進為適合P2P網路的對等節點模式；
將靜態的共識參與節點改進為可動態進入、退出的動態共識參與節點；
為共識參與節點的產生設計了一套基於持有權益比例的投票機制，通過投票決定共識參與節點（記賬節點）；
在區塊鏈中引入數字證書，解決了投票中對記賬節點真實身份的認證問題。
優點：
1)專業化的記賬人；
2)可以容忍任何類型的錯誤；
3)記賬由多人協同完成，每一個區塊都有最終性，不會分叉；
4)演算法的可靠性有嚴格的數學證明；
缺點：
1)當有1/3或以上記賬人停止工作後，系統將無法提供服務；
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時，惡意記賬人可以使系統出現分叉，但是會留下密碼學證據；
以上總結來說，dBFT機制最核心的一點，就是最大限度地確保系統的最終性，使區塊鏈能夠適用於真正的金融應用場景。
5.POOL驗證池
基於傳統的分布式一致性技術，加上數據驗證機制。
優點：不需要代幣也可以工作，在成熟的分布式一致性演算法（Pasox、Raft）基礎上，實現秒級共識驗證。
缺點：去中心化程度不如bictoin；更適合多方參與的多中心商業模式。