1. 区块链发展有哪些趋势(区块链的发展方向主要包括)
区块链现在发展前景怎么样？2019年行业市场规模达12亿元
2016年中国区块链行业市场规模在1亿元左右，到2018年增长至10亿元，
2019年我国区块链产业规模稳步增长，产业规模约12亿元。随着各地政府的关注和重视，预计到2022年，我国区块链核心产品和解决方案以及相关衍生严业的市场规模将达到百亿元。
公有链市场占比过半
从组成结构方面看，区块链市场结构由公有链、联盟链和私有链组成。2018年，公有链占全球区块链市场结构的主要份额，规模达到68.9亿元，占比56.2%;私有链规模达到31.0亿元，占比25.3%;联盟链规模达到22.7亿元，占比18.5%。
研究实力增加研究成果显著
截止2019年底，我国区块链研究机构数量已达97家。此外国内高校纷纷布局区块链技术研究，加强区块链技术理论知识创新，提升高校区块链技术研发能力，截止2019年底，我国在加强区块链技术研发方面参与的高校已有24所。核心技术主要分布在共识算法、跨链、底层架构以及多链这几方面。
从研究成果来看，共识机制方面，我国共识机制逐渐从单一算法走向混合共识;密码算法方面，安全多方计算、同态加密、零知识证明等密码学算法不断融合应用;跨链技术和安全技术的研究逐渐成为研究热点。
从区块链硬件来看，目前，全球最主要的数字货币挖矿设备供应企业都位于中国，仅仅是比特大陆、嘉楠耘智、亿邦科技三家挖矿设备企业就占据了市场超过90%的市场份额。
从行业应用来看，金融行业是目前区块链技术落地项目最多、场景最为丰富的行业，如供应链金融、资产证芳化、征信与风险控制等。
2020年区块链产业将进一步得到规范
2020年，我国区块链政策将持续利好、标准规范更加完善、产业规模持续增长、技术持续创新发展、重点领域应用示范效应加速显现。同时根据2019年我国区块链发展存在的问题，赛迪区块链研究院提出加快顶层设计制定、建立健全监管体系、加快核心技术创新研发、推动第三方评测认证、加强专业人才培养、加速推动各领域应用落地六大建议。
——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国区块链行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
你们对于区块链的未来前景怎么看发展趋势：
1、核心关键技术发展趋势
从区块链现阶段的技术和应用来看，其核心是分布式数据存储、点对
点传输、共识机制、加密算法等已有计算机技术。随着区块链应用的不断深入，对这些核心技术也将不断提出新的和更高的要求。在共识机制、安全算法、隐私保护等相关技术领域的研究成果会对区块链技术和应用的跨越式发展起到重要作用，对这些技术的持续创新和突破将非常关键。
（1）共识机制发展趋势
公有链方面，目前常用的共识机制存在性能低、能耗高的缺点。“侧链”技术也只能在某些特定条件下解决部分问题。联盟链目前的主流共识机制大多基于PBFT及其变种，虽然加入权限控制能获得性能的大幅提升，但是同时也牺牲了一部分共识的效率、约束、容错率等方面的性能。可以预见，针对一些典型场景的、具有普适性的、更优的共识算法及决策，将会不断出现。
（2）安全算法方向发展趋势
安全性对于以金融级应用系统为代表的系统中尤显重要。一方面，目前采用的大多数传统的安全类算法，存在潜在的“后门”风险，需要逐步替换成更加安全的国密算法，算法的强度也需要不断升级；另一方面，还要防止一些新技术，如量子计算，对传统安全算法的冲击甚至颠覆。
（3）隐私保护发展趋势
目前，区块链相关的隐私保护环节还比较薄弱。尤其是对敏感数据需要平衡隐私保护和合规监管。信息隐私保护技术，如零知识证明、同态加密等，也是后续发展的一个重要方向。
以上核心技术偏计算机底层技术，其发展需要相当大的人员和时间投入，将是一个不断递进的过程。相关企业、科研机构、高等院校等在这些领域的研究成果和相互间的协作贯通对区块链技术发展十分重要。
2、通用开发平台发展趋势
目前，已有众多的IT企业、咨询公司、社区及技术联盟已投入区块链的应用研发，建立通用开发平台并不断完善，对整个区块链技术应用具有很大推动作用。
类似于云计算的IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务），由基础设施支撑层、区块链核心组件服务层，以及相应的开发测试套件组成的区块链通用开发平台，能够完整地提供一站式、低成本搭建和部署区块链应用的技术服务。目前已有部分这样的平台出现，随着区块链应用的迅速发展和各相关参与者的大力投入，其服务覆盖度、研发便利度、运维智能度，以及高稳定性、大容量、低成本，均是可以预见的发展方向。
区块链的发展将会带来哪儿些行业的增长？政策与市场双层驱动区块链行业发展前景广阔
政策与市场双层驱动，中国区块链相关产业有望脱虚入实
在区块链迅速发展的背景下，中国顺应全球化需求，紧跟国际步伐，积极推动国内区块链的相关领域研究、标准化制定以及产业化发展。与对比特币等数字货币监管日益趋严的背景相比，针对区块链技术的支持与鼓励已在全球范围内达成共识，国内区块链技术也将在未来数年内得到国家与地方的政策支持。在政策与市场的双层驱动下，区块链相关产业有望脱虚入实，区块链技术加速探索可能的应用场景。
全球区块链市场规模预测
据前瞻产业研究院发布的《区块链行业商业模式创新与投资机会深度分析报告》数据显示，全球区块链市场规模料将从2017年的4.115亿美元增至2022年的76.837亿美元，折合成复合年均增长率高达79.6%。鉴于分布式账本可应用的范围很广，再加上加密货币市值不断上升，提高透明度、安全性、效率以及简化流程的需求旺盛，还有区块链即服务(
简称BaaS)也是发展的热门，区块链市场将急速扩张。此外，通讯服务、国际贸易、供应链管理、程式平台、支付、智能合约、数字身份验证等等也急需区块链技术，将创造大量的增长机会。
区块链作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成应用，近年来已成为联合国、国际货币基金组织等国际组织以及许多国家政府研究讨论的热点，产业界也纷纷加大投入力度。目前，区块链的应用已延伸到物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域，将为云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术的发展带来新的机遇，有能力引发新一轮的技术创新和产业变革。
到2022年，支付板块或占据区块链市场的最大份额
依托区块链技术可以实现资产的即时支付，不仅具有不可篡改、数字身份验证的特点，而且还能为金融机构、银行大幅节省结算的成本。此外，区块链让支付的自动化成为可能，消除中间商存在的必要性，并节约人力成本、节省买卖双方的时间。得益于以上诸多优点，预计支付板块将是整个区块链市场上分量最重的一块。
增速最快的地区将是亚太
亚太地区的区块链服务提供商善于设计、开发界面友好、节省成本、速度快的加密货币平台，延伸区块链在多个行业的应用触角。无论是大企业还是中小企业，都在积极寻求风险融资，投资研发最前沿的区块链技术。此外，亚太地区一些国家的房地产业有望从半透明快速转型至全透明，也有助于提升区块链在亚太地区的发展前景。
发展区块链有什么前景？
行业主要企业：中国平安(601318)、东港股份(002117)、信息发展(300469)、远光软件(002063)、博思软件(300525)、飞天诚信(300386)、四方精创(300468)、工商银行(601398)、顺丰控股(002352)
本文核心数据：中国区块链市场规模、中国区块链招标数量、中国区块链企业数量
行业概况
1、定义
狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
区块链并不是一项单一的技术，而是一个新技术的组合。其中每项技术都各司其职，解决了不同难题，组合在一起形成了区块链。区块作为区块链的基本结构单元，由区块头和包含了交易数据的区块主体两部分组成。
2、产业链剖析：下游行业涉及范围广
区块链产业链的上游主要是底层的技术及基础设施。底层技术包括核心基础组件、协议和算法。以比特币、莱特币、以太坊为代表，搭建了基于区块链技术的分布式算法、数字秘钥、数据存储、P2P网络协议、共识机制等网络环境、交易规则及矿工加入网络节点的奖励机制，代表性企业有小蚁、量子链、万象区块链等;基础设施则主要是矿机。
中游则是平台层，主要是面向开发者提供基于区块链技术的应用，是在底层技术的基础上提供智能合约、信息安全、数据服务等产品化服务，提高开发者在平台层开发应用的便捷性和可拓展性。
下游则是垂直行业应用层。表现为核心应用组件，包括智能合约、可编程资产、激励机制、成员管理等。
行业发展历程：正处于区块链3.0时代
从全球区块链的发展历程来看，2008年，署名为“中本聪”的匿名人士发表论文《比特币：对等网络电子现金系统》，最初期望是推出一种可以自由流通的点对点电子现金，比特币的发行代表了区块链技术的开端;之后在2013年以太坊的推出，直接推动区块链进入到2.0时代;2017年底，稳定币的流行以及及MakerDAO上线，推动区块链进入3.0时代，到2019年6月，Facebook发布Libra白皮书，引起全球各界的关注与讨论，各国监管部门先后发声，显示出区块链技术在重塑全球金融基础设施方面的巨大潜力。进入2021年后，基于NFT的标识技术兴起，率先在艺术领域展开应用。
行业政策背景：推动区块链全方位发展
2016年，国务院发布《“十三五”国家信息化规划》首次将区块链列入新技术范畴并作前沿布局，标志着我国开始推动区块链技术和应用发展。此后国家个地方接连出台区块链相关政策，为区块链的发展提供了良好的环境。
2019年2月，国家互联网信息办公室发布的《区块链信息服务管理规定》正式施行，规范了我国区块链行业发展所发布的备案依据。出台《规定》旨在明确区块链信息服务提供者的信息安全管理责任，规范和促进区块链技术及相关服务健康发展，规避区块链信息服务安全风险，为区块链信息服务的提供、使用、管理等提供有效的法律依据。本次“管理规定”的出台也意味着我国对于区块链信息服务的“监管时代”正式来临。
2019年10月底，中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行了第十八次集体学习，中央领导明确强调把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展。这充分表明了区块链技术已上升到了国家高度。在中央政治局集体学习上做讲解的浙江大学教授、中国工程院院士陈纯，10月12日在由中国计算机学会主办的2019CCF区块链技术大会上表示，国内区块链产业发展正迎来“春风”，中国区块链技术的研究热点将集中于联盟区块链的关键技术、区块链监管技术两个方面。
行业发展现状
1、2020年市场规模增速超90%
2016-2018年，大型IT互联网企业纷纷布局区块链，初创企业进入井喷模式，产业规模不断扩大，根据IDC的数据，中国区块链行业经历了从2017年的0.85亿美元级别市场规模，到2020年的5.61亿美元级别产业规模的改变。
2、相关企业数量快速增长
在企业数量方面，2020H1我国提供区块链专业技术支持、产品、解决方案等服务，且有投入或产出的新增区块链企业数量达303家，全国同比增长274.07%。截至2020年末，我国区块链相关企业数量达到64062家，同比增长52.88%。
3、区块链金融是最大下游应用市场
根据《中国区块链发展白皮书(2020)》的披露，随着区块链应用落地加快推进，“区块链+”业务已经成为互联网骨干企业进军区块链行业的发展重点，在金融业务之外，积极部署互联网、溯源、供应链物流、数字资产、政务及公共服务、知识产权、法律、医疗等多领域的应用。其中，金融是区块链技术应用场景中探索最多的领域，在供应链金融、贸易融资、支付清算、资金管理等细分领域都有具体的项目落地。
4、区块链招标数量逐年增多
从年份来看，2016-2020年，政府在区块链相关项目上的招标数一直呈指数型增长，一方面得益于区块链技术的应用价值日益凸显，另一方面也体现出政府对于区块链的需求和重视程度都有所增加。
行业竞争状况
1、区域竞争：北京广东区块链技术研发相关企业分布最多
在公司分布方面，截至2021年上半年，企业分布阶梯化明显。其中北京、广东分别以348家和341家区块链开发相关企业位居第一梯队，江苏、上海、浙江企业数量分别达164、127、81家。
区块链产业园区作为区块链产业集群发展的重要载体，各地方政府正在加快推进建设。从产业园的位置分布来看，北京、上海、杭州、广州、重庆、青岛、长沙等城市区块链产业园区数量较多，形成以北京、山东为主的环渤海聚集效应，以浙江、上海、江苏为主的长江三角洲聚集效应，以广东为主的珠江三角洲聚集效应和以重庆、湖南为主的湘黔渝聚集效应。结合产业园的定位发展，均是以为企业服务为前提，打造区块链创新平台和产业高地，这样的定位也为企业的聚集效应提供了基础。
2、企业竞争：阿里巴巴区块链实力最强
2021年3月，在中国移动通信联合会区块链专业委员会、中国科技体制改革研究会数字经济发展研究小组和中国区块链企业百强榜组委会指导下，链塔智库从数千个项目、企业名单中进行筛选、评估，最终发布2020中国区块链企业百强榜。
在2020年疫情爆发的大背景下，2020年区块链百强榜对企业考察的维度进行了一定程度的调整，以突出2020年度优秀区块链企业的表现。其中分为五大主要维度，分别是商业经营权重占比25%，技术研发权重占比20%，产品应用权重占比30%，团队组成权重占比15%和市场推广占比10%。
行业发展前景及趋势预测
1、目前仍旧处于导入期
目前，我国区块链行业正处在导入期，行业呈现出两个主要特点：一是大型行业企业积极应用区块链技术来改进其自身的业务，但仍以尝试为主，主要的应用场景也都为行业中的非核心业务。如中国平安、中国银联、蚂蚁金服等企业在区块链应用探索中仅限于非核心业务;二是以区块链技术服务为主的企业的业务发展大多处在起步阶段，产品技术体系和商业模式还不够成熟，需求方对区块链的认识还有待提高。区块链在司法存证、政务管理、民生服务、食品溯源、供应链管理等场景中已经形成了一些应用案例，但还有待进一步优化和完善。
2、预计2026年市场容量超160亿美元
区块链技术是中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向，蕴含着巨大的创新空间，在芯片、大数据、云计算等领域，创新活动日趋活跃，创新要素不断积聚。区块链技术在各行各业的应用不断深化，将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。
中国以加快转变经济发展方式为主线，更加注重经济质量和人民生活水平的提高，采用包括区块链技术在内的新一代信息技术改造升级传统产业，提升传统产业的发展质量和效益，提高社会管理、公共服务和家居生活智能化水平。未来巨大的市场需求将为区块链技术带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。研究员整理分析认为，中国区块链市场将保持高速增长，2021-2026年市场规模年复合增速达73%，2026年的市场规模将达163.68亿美元，且在未来20年，中国区块链行业市场规模有望达万亿级别。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国区块链行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
2. 区块链目前用到哪些共识机制它们各自的优缺点和适用范围是什么
目前主要有四大类共识机制：Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量证明，就是大家熟悉的挖矿，通过与或运算，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；
优点：完全去中心化，节点自由进出；
缺点：目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全；挖矿造成大量的资源浪费；共识达成的周期较长，不适合商业应用
2、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；等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度。
优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间
缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点
3、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。
优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证
缺点：整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的
4、Pool验证池，基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制；是目前行业链大范围在使用的共识机制
优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证；
缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式
在使用共识机制，保证数据一致性时的巨大优势（共识机制则是Ripple首先提出的，数据正确性优先的网络交易同步机制，在共识网络中，无论软件代码怎么变动，无法取得共识就无法进入网络，更不要提分叉了）。
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PS：稍微自黑下，虽然共识机制绝对能确保任何时候都不会产生硬分叉。但是，这种机制的缺点也比较明显，那就是要取得与其他节点的共识，明显要比当前Bitcoin网络漫长的多。极端情况下，在Ripple共识机制网络中掉线的后果也是很恐怖的。
有可能你家停电一天，第二天整个系统就再也无法与其它Rippled节点取得共识了（共识机制事实上需要超过80%的节点承认了你的数据，你的提交才会被其它节点接受，否则就会被排它的拒绝连接），甚至只能清空自己全部500多GB数据重新同步才能连上其它Ripple节点。
所以目前来说，现有的Rippled端并不适合民用（商用的话影响就比较小，比如RL自己的Rippled节点托管在亚马逊云数据中心，长时间无响应是可以高额索赔的，而且那种地方除了大型灾害几乎不会断），这也是RL一直想改进的方面之一。
3. 区块链里共识机制是什么
区块链技术中的共识机制是什么？1.共识机制是什么
在一个去中心化的结构体系中，由于各个参与方的地位是平等的，当出现分歧的时候，如何达成共识就成了问题。
所以，一个设计精妙、实际操作起来简单的共识机制是一个分布式的体系能够顺利自运转下去的关键所在。
简而言之，共识机制就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法，是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制。
什么是共识机制？共识机制，简单说就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法。
在区块链上，共识机制就像一个国家的法律，维系着区块链世界的正常运转。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。
目前，常用的共识机制有三种：
1、工作量证明机制(ProofofWork-PoW)是我们最熟知的一种共识机制。就如字面的解释，PoW就是工作越多，收益越大。这里的工作就是猜数字，谁能最快的猜出这个唯一的数字，谁就能做信息公示人。
2、权益证明机制(ProofofStake-PoS)也属于一种共识证明，它类似股权凭证和投票系统，因此也叫“股权证明算法”。由持有最多（token）的人来公示最终信息。
3、拜占庭共识算法（-PBFT）也是一种常见的共识证明。它与之前两种都不相同，PBFT以计算为基础，也没有代币奖励。由链上所有人参与投票，少于（N-1）/3个节点反对时就获得公示信息的权利。
区块链的灵魂的共识机制是什么？区块链，通俗地说，是一个去中心化的账本。只是这个账本与传统账本不同，不是由会计或少数几个人来记账，而是人人都可以参与记账。而且，这个记账需要一个大家都认可的规则，即“怎样记账才是有效”，而这个大家认可的规则就是区块链的共识机制。
一大家人计划去国外旅游，通过商议后，选了泰国，那么到泰国去旅游就是你们家形成的共识。而商议的方式，是少数服从多数，而少数服从多数就是你们家确定旅游目的地的共识机制。
同样，PoW、PoS、DPoS，分别代表区块链网络的三种主要记账规则，它们的作用非常大，直接关系到记账权和相关收益的分配。不夸张地说，共识机制是区块链的灵魂。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径，推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革，构建应用型、复合型人才培养体系。
区块链的共识机制
1.网络上的交易信息如何确认并达成共识？?
虽然经常提到共识机制，但是对于共识机制的含义和理解却并清楚。因此需要就共识机制的相关概念原理和实现方法有所理解。?
区块链的交易信息是通过网络广播传输到网络中各个节点的，在整个网络节点中如何对广播的信息进行确认并达成共识最终写入区块呢？?如果没有相应的可靠安全的实现机制，那么就难以实现其基本的功能，因此共识机制是整个网络运行下去的一个关键。
共识机制解决了区块链如何在分布式场景下达成一致性的问题。区块链能在众多节点达到一种较为平衡的状态也是因为共识机制。那么共识机制是如何在在去中心化的思想上解决了节点间互相信任的问题呢？?
当分布式的思想被提出来时，人们就开始根据FLP定理和CAP定理设计共识算法。规范的说，理想的分布式系统的一致性应该满足以下三点：
1.可终止性（Termination）：一致性的结果可在有限时间内完成。
2.共识性(Consensus)：不同节点最终完成决策的结果应该相同。
3.合法性(Validity)：决策的结果必须是其他进程提出的提案。
但是在实际的计算机集群中，可能会存在以下问题:
1.节点处理事务的能力不同，网络节点数据的吞吐量有差异
2.节点间通讯的信道可能不安全
3.可能会有作恶节点出现
4.当异步处理能力达到高度一致时，系统的可扩展性就会变差（容不下新节点的加入）。
科学家认为，在分布式场景下达成完全一致性是不可能的。但是工程学家可以牺牲一部分代价来换取分布式场景的一致性，上述的两大定理也是这种思想，所以基于区块链设计的各种公式机制都可以看作牺牲那一部分代价来换取多适合的一致性，我的想法是可以在这种思想上进行一个灵活的变换，即在适当的时间空间牺牲一部分代价换取适应于当时场景的一致性，可以实现灵活的区块链系统，即可插拔式的区块链系统。今天就介绍一下我对各种共识机制的看法和分析，分布式系统中有无作恶节点分为拜占庭容错和非拜占庭容错机制。
FLP定理即FLP不可能性，它证明了在分布式情景下，无论任何算法，即使是只有一个进程挂掉，对于其他非失败进程，都存在着无法达成一致的可能。
FLP基于如下几点假设：
仅可修改一次：?每个进程初始时都记录一个值（0或1）。进程可以接收消息、改动该值、并发送消息，当进程进入decidestate时，其值就不再变化。所有非失败进程都进入decidedstate时，协议成功结束。这里放宽到有一部分进程进入decidedstate就算协议成功。
异步通信：?与同步通信的最大区别是没有时钟、不能时间同步、不能使用超时、不能探测失败、消息可任意延迟、消息可乱序。
通信健壮：只要进程非失败，消息虽会被无限延迟，但最终会被送达；并且消息仅会被送达一次（无重复）。
Fail-Stop模型：进程失败如同宕机，不再处理任何消息。
失败进程数量：最多一个进程失败。
CAP是分布式系统、特别是分布式存储领域中被讨论最多的理论。CAP由EricBrewer在2000年PODC会议上提出，是EricBrewer在Inktomi期间研发搜索引擎、分布式web缓存时得出的关于数据一致性(consistency)、服务可用性(availability)、分区容错性(partition-tolerance)的猜想：
数据一致性(consistency)：如果系统对一个写操作返回成功，那么之后的读请求都必须读到这个新数据；如果返回失败，那么所有读操作都不能读到这个数据，对调用者而言数据具有强一致性(strongconsistency)(又叫原子性atomic、线性一致性linearizableconsistency)[5]
服务可用性(availability)：所有读写请求在一定时间内得到响应，可终止、不会一直等待
分区容错性(partition-tolerance)：在网络分区的情况下，被分隔的节点仍能正常对外服务
在某时刻如果满足AP，分隔的节点同时对外服务但不能相互通信，将导致状态不一致，即不能满足C；如果满足CP，网络分区的情况下为达成C，请求只能一直等待，即不满足A；如果要满足CA，在一定时间内要达到节点状态一致，要求不能出现网络分区，则不能满足P。
C、A、P三者最多只能满足其中两个，和FLP定理一样，CAP定理也指示了一个不可达的结果(impossibilityresult)。
区块链的四种共识机制区块链的共识机制可以分为以下四类:权益证明机制、工作量证明机制、Pool验证和池股份授权证明机制。
区块链，就是一个又一个区块组成的链条。每一个区块中保存了一定的信息，它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存在所有的服务器中，只要整个系统中有一台服务器可以工作，整条区块链就是安全的。这些服务器在区块链系统中被称为节点，它们为整个区块链系统提供存储空间和算力支持。
区块链常见的三大共识机制区块链是建立在P2P网络，由节点参与的分布式账本系统，最大的特点是“去中心化”。也就是说在区块链系统中，用户与用户之间、用户与机构之间、机构与机构之间，无需建立彼此之间的信任，只需依靠区块链协议系统就能实现交易。
可是，要如何保证账本的准确性，权威性，以及可靠性？区块链网络上的节点为什么要参与记账？节点如果造假怎么办？如何防止账本被篡改？如何保证节点间的数据一致性？……这些都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题，由此产生了共识机制。
所谓“共识机制”，就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；当出现意见不一致时，在没有中心控制的情况下，若干个节点参与决策达成共识，即在互相没有信任基础的个体之间如何建立信任关系。
区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法，在机器之间建立“信任”网络，从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。
不同的区块链种类需要不同的共识算法来确保区块链上最后的区块能够在任何时候都反应出全网的状态。
目前为止，区块链共识机制主要有以下几种：POW工作量证明、POS股权证明、DPOS授权股权证明、Paxos、PBFT（实用拜占庭容错算法）、dBFT、DAG（有向无环图）
接下来我们主要说说常见的POW、POS、DPOS共识机制的原理及应用场景
概念：
工作量证明机制（Proofofwork），最早是一个经济学名词，指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作，通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量。
工作量证明机制具有完全去中心化的优点，在以工作量证明机制为共识的区块链中，节点可以自由进出，并通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。
应用：
POW最著名的应用当属比特币。在比特币网络中，在Block的生成过程中，矿工需要解决复杂的密码数学难题，寻找到一个符合要求的BlockHash由N个前导零构成，零的个数取决于网络的难度值。这期间需要经过大量尝试计算（工作量），计算时间取决于机器的哈希运算速度。
而寻找合理hash是一个概率事件，当节点拥有占全网n%的算力时，该节点即有n/100的概率找到BlockHash。在节点成功找到满足的Hash值之后，会马上对全网进行广播打包区块，网络的节点收到广播打包区块，会立刻对其进行验证。
如果验证通过，则表明已经有节点成功解迷，自己就不再竞争当前区块，而是选择接受这个区块，记录到自己的账本中，然后进行下一个区块的竞争猜谜。网络中只有最快解谜的区块，才会添加的账本中，其他的节点进行复制，以此保证了整个账本的唯一性。
假如节点有任何的作弊行为，都会导致网络的节点验证不通过，直接丢弃其打包的区块，这个区块就无法记录到总账本中，作弊的节点耗费的成本就白费了，因此在巨大的挖矿成本下，也使得矿工自觉自愿的遵守比特币系统的共识协议，也就确保了整个系统的安全。
优缺点
优点：结果能被快速验证，系统承担的节点量大，作恶成本高进而保证矿工的自觉遵守性。
缺点：需要消耗大量的算法，达成共识的周期较长
概念：
权益证明机制（ProofofStake），要求证明人提供一定数量加密货币的所有权。
权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。
应用：
2012年，化名SunnyKing的网友推出了Peercoin（点点币），是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。PPC最大创新是其采矿方式混合了POW及POS两种方式，采用工作量证明机制发行新币，采用权益证明机制维护网络安全。
为了实现POS，SunnyKing借鉴于中本聪的Coinbase，专门设计了一种特殊类型交易，叫Coinstake。
上图为Coinstake工作原理，其中币龄指的是货币的持有时间段，假如你拥有10个币，并且持有10天，那你就收集到了100天的币龄。如果你使用了这10个币，币龄被消耗（销毁）了。
优缺点：
优点：缩短达成共识所需的时间，比工作量证明更加节约能源。
缺点：本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算，转账真实性较难保证
概念：
授权股权证明机制（DelegatedProofofStake），与董事会投票类似，该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统，就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会，所有股东都在这里投票决定公司决策。
授权股权证明在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时，还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表，而非全体用户。在这样的区块链中，全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。
同时，区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要，全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格，重新选举新的代表，实现实时的民主。
应用：
比特股（Bitshare）是一类采用DPOS机制的密码货币。通过引入了见证人这个概念，见证人可以生成区块，每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。得到总同意票数中的前N个（N通常定义为101）候选者可以当选为见证人，当选见证人的个数（N）需满足：至少一半的参与投票者相信N已经充分地去中心化。
见证人的候选名单每个维护周期（1天）更新一次。见证人然后随机排列，每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块，若见证人在给定的时间片不能生成区块，区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速，也更加节能。
DPOS充分利用了持股人的投票，以公平民主的方式达成共识，他们投票选出的N个见证人，可以视为N个矿池，而这N个矿池彼此的权利是完全相等的。持股人可以随时通过投票更换这些见证人（矿池），只要他们提供的算力不稳定，计算机宕机，或者试图利用手中的权力作恶。
优缺点：
优点：缩小参与验证和记账节点的数量，从而达到秒级的共识验证
缺点：中心程度较弱，安全性相比POW较弱，同时节点代理是人为选出的，公平性相比POS较低，同时整个共识机制还是依赖于代币的增发来维持代理节点的稳定性。
4. 读懂区块链共识机制 ：PoW、PoS、PAXOS、RAFT、PBFT
共识机制，即通过特定节点的投票，在短时间内完成交易的验证和确认。若多个利益不相干的节点对一笔交易达成共识，则全网也可视为达成共识。以通俗语言解释，若中国一微博大V、美国一虚拟币玩家、非洲留学生和欧洲旅行者互不相识，但都一致认为你是个好人，那么基本上可以断定你这人还不坏。
在分布式环境中，共识机制一般涉及两种类型节点。即使发生故障，系统也必须正常运行，可能出现的故障有两种类型。
区块链共识协议的主要责任是确保通过分布式方法达成共识，即使出现拜占庭式的失败也不会影响。
一些著名的分布式账本及其使用的共识算法包括Proof of Work（PoW），比特币区块链的共识机制，是为公共区块链设计的。在PoW中，共识能否最终达成是不被保证的。矿工既是leader node又是validator node。节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现，算力越高，就越有可能解得数值。计算出哈希值的节点才能够向区块链中添加区块，并获得奖励。
Proof of Stake（PoS）在权益证明（PoS）类共识协议中，矿工的选择取决于每个节点携带的“权益”（如加密货币）数量，而不是其计算能力。PoS相比PoW会消耗更少的资源，缩短达成共识所需的时间。
PAXOS是最基本的分布式共识（一致性）算法，允许在不可靠的通信条件下对一个值达成共识。PAXOS的核心思想是，如果有一半以上的进程选择了一个值，那么依据多数人代表整体的原则，这个值就是共识。
Replicated And Fault Tolerant（RAFT）允许集群的重新配置，这使得集群成员的改变不需要中断服务。它还允许日志压缩，以缓解节点崩溃后缓慢重建的问题并减少消耗的存储。
Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)被设计用来在有拜占庭错误的情况下提供共识。
关于RAFT算法的最大容错节点数量是（n-1）/2，而PBFT算法的最大容错节点数量是（n-1）/3。
IT系统的性能和可扩展性一直是用来衡量区块链共识算法的关键非功能性指标。
交易吞吐量被定义为区块链网络每秒钟可以处理的交易（Tx）数量。
5. 共识机制评价标准
区块链上采用不同的共识机制，在满足一致性和有效性的同时会对系统整体性能产生不同影响。综合考虑各个共识机制的特点，从以下4个维度评价各共识机制的技术水平：
1）安全性。即是否可以防止二次支付、自私挖矿等攻击，是否有良好的容错能力。以金融交易为驱动的区块链系统在实现一游姿态致性的过程中，最主要的安全问题就是如何防止和检测二次支付行为。自私挖矿通过采用适当的策略发布自己产生的区块，获得更高的相对收益，是一种威胁比特币系统安全性和公平性的理论攻击方法。此外，Eclipse攻击控制目标对象的网络通信，形成网络分区，阻隔交易传播。Sybil攻击通过生产大量无意义的节点影响系统安全性。
2）神源扩展性。即是否支持网络节点扩展。扩展性是区块链设计要考虑的关键因素之一。根据对象不同，扩展性又分为系统成员册散数量的增加和待确认交易数量的增加两部分。扩展性主要考虑当系统成员数量、待确认交易数量增加时，随之带来的系统负载和网络通信量的变化，通常以网络吞吐量来衡量。
3）性能效率。即从交易达成共识被记录在区块链中至被最终确认的时间延迟，也可以理解为系统每秒可处理确认的交易数量。与传统第三方支持的交易平台不同，区块链技术通过共识机制达成一致，因此其性能效率问题一直是研究的关注点。比特币系统每秒最多处理7笔交易，远远无法支持现有的业务量。
4）资源消耗。即在达成共识的过程中，系统所要耗费的计算资源大小，包括CPU、内存等。区块链上的共识机制借助计算资源或者网络通信资源达成共识。以比特币系统为例，基于工作量证明机制的共识需要消耗大量计算资源进行挖矶提供信任证明完成共识。
6. 拜占庭容错共识算法介绍
在区块链共识算法中，拜占庭容错（BFT）算法是一种独特且重要的解决方案，它源自拜占庭将军问题。这个问题的核心在于，如何在存在叛徒的情况下，确保忠诚节点能达成一致的决策，类似于分布式系统中的正常服务器和故障或恶意节点。BFT有三种主要版本，包括实用拜占庭容错（PBFT）、联邦拜占庭协议（FBA）和授权拜占庭容错（dBFT）。
PBFT是首个实际解决拜占庭问题的协议，具有高速和可扩展性，但主要适用于私有和许可网络，如Hyperledger Fabric和Ripple。PBFT通过预设的将军数量（如33%的容错率）保证高效运行，但其中心化的特性限制了它在公开网络的应用。Ripple的共识算法利用了PBFT，允许快速确认交易，但仅限于受信任的节点网络。
FBA，如在Stellar中采用的，强调的是吞吐量、低交易开销和网络扩展性，用户可以选择信任的验证者。与PBFT相比，FBA的去中心化程度更高，允许自由节点加入并投票，但可能牺牲部分性能。
dBFT在Neo中被应用，具有快速和可扩展性，通过代理投票支持大规模参与，但存在多个根链的风险。这种机制在交易速度和吞吐量上表现出色，但对记账节点的依赖度高，超过三分之一的记账节点故障可能导致服务中断或区块链分叉。
总结来说，BFT共识算法为分布式网络提供了在不确定性和安全性环境中达成共识的有效途径，但每个版本都有其适用场景和权衡。了解这些区别有助于选择最合适的共识机制来构建安全的区块链网络。
7. 区块链几大共识机制及优缺点
首先，没有一种共识机制是完美无缺的，各共识机制都有其优缺点，有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。
1.pow( Proof of Work）工作量证明
一句话介绍：干的越多，收的越多。
依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。
优点：
1)算法简单，容易实现；
2)节点间无需交换额外的信息即可达成共识；
3)破坏系统需要投入极大的成本；
缺点：
1)浪费能源；
2)区块的确认时间难以缩短；
3)新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；
4)容易产生分叉，需要等待多个确认；
5)永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性；
2.POS Proof of Stake，权益证明
一句话介绍：持有越多，获得越多。
主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，一定程度减少了数学运算带来的资源消耗，性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相同。它是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，等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度
优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间；不再需要大量消耗能源挖矿。
缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事实上证明了此次硬分叉的失败。
DPOS与POS原理相同，只是选了一些“人大代表”。
BitShares社区首先提出了DPoS机制。
与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人，由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。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。
DPoS的工作原理为：
去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。
网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块，而这将导致区块链分叉。然而，这不太可能发生，因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接是为了确保你能得到报酬。
该模式可以每30秒产生一个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。
成为代表：
成为一名代表，你必须在网络上注册你的公钥，然后分配到一个32位的特有标识符。然后该标识符会被每笔交易数据的“头部”引用。
授权选票：
每个钱包有一个参数设置窗口，在该窗口里用户可以选择一个或更多的代表，并将其分级。一经设定，用户所做的每笔交易将把选票从“输入代表”转移至“输出代表”。一般情况下，用户不会创建特别以投票为目的的交易，因为那将耗费他们一笔交易费。但在紧急情况下，某些用户可能觉得通过支付费用这一更积极的方式来改变他们的投票是值得的。
保持代表诚实：
每个钱包将显示一个状态指示器，让用户知道他们的代表表现如何。如果他们错过了太多的区块，那么系统将会推荐用户去换一个新的代表。如果任何代表被发现签发了一个无效的区块，那么所有标准钱包将在每个钱包进行更多交易前要求选出一个新代表。
抵抗攻击：
在抵抗攻击上，因为前100名代表所获得的权力权是相同的，每名代表都有一份相等的投票权。因此，无法通过获得超过1%的选票而将权力集中到一个单一代表上。因为只有100名代表，可以想象一个攻击者对每名轮到生产区块的代表依次进行拒绝服务攻击。幸运的是，由于事实上每名代表的标识是其公钥而非IP地址，这种特定攻击的威胁很容易被减轻。这将使确定DDOS攻击目标更为困难。而代表之间的潜在直接连接，将使妨碍他们生产区块变得更为困难。
优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。
缺点：整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的。
3.PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错
介绍：在保证活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容错性。
在分布式计算上，不同的计算机透过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机（Coordinator / Commander）或成员计算机 （Member /Lieutanent）可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。
拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。
而拜占庭问题的可能解决方法为：
在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。
1）系统运转可以脱离币的存在，pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成，安全性与稳定性由业务相关方保证。
2）共识的时延大约在2~5秒钟，基本达到商用实时处理的要求。
3）共识效率高，可满足高频交易量的需求。
缺点：
1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；
2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据
下面说两个国产的吧~
4.dBFT： delegated BFT 授权拜占庭容错算法
介绍：小蚁采用的dBFT机制，是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。
此算法在PBFT基础上进行了以下改进：
将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式；
将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点；
为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点（记账节点）；
在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。
优点：
1)专业化的记账人；
2)可以容忍任何类型的错误；
3)记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉；
4)算法的可靠性有严格的数学证明；
缺点：
1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；
2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据；
以上总结来说，dBFT机制最核心的一点，就是最大限度地确保系统的最终性，使区块链能够适用于真正的金融应用场景。
5.POOL验证池
基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。
优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。
缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。