作者:林冠宏 / 指尖下的幽灵
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目录
- 前序
- PoS 共识算法
- PoS 的特点
- 编写 PoS 代码
- 候选块数组
- 块中的节点地址
- 进行股权分配
- 根据股权选出赢家
- 结束
前序
这篇文章是上一篇的序章,上一篇的链接地址是:
https://juejin.im/post/5b78f6e46fb9a019e8227162,(一)区块链的共识算法:整体介绍 及 分叉 的通俗讲解
本篇文章将会着重介绍
PoS
共识算法和采用代码例子来实在地阐述它
关于什么是共识算法
这个问题,请查看(一)区块链的共识算法:整体介绍 及 分叉 的通俗讲解 ,里面已经给出了答案。
PoS 共识算法
PoS
全称为 Proof of Stake 股权证明
。字面意思就是,股份制。就是说,谁的股份越多,谁的话事权越大,这和我们生活中的股份制公司
中的股东的意思的差不多的。
但是,在区块链的应用中,我们并不可能真实地分配给链中的节点
股份,取而代之的是另外一些东西,这些东西充当股份,我们将这些东西分配给链中节点
。下面将举一些例子来加以阐述这个概念。
例如 PoS
在虚拟货币
的应用中,我们可以把持币量的多少,来看作拥有股权、股份的多少,现在 以太坊 ETH
中是拥有 PoS
共识机制的,所以在以太坊中,就是把各个以太坊节点
所拥有的 ETH
代币的数量来衡量,这个节点的股份有多少,它的话事权有多少。假设一个以太坊网络,共有3个节点
,A 和 B 和 C,其中 A 节点拥有10000 个 ETH 代币,而 B 和 C 分别有 1000 和 2000 个,那么在这个以太坊网络中,A 的区块是最有可能被选中的,话事权是比较大的。
再例如,假设日后的某个非虚拟货币
的区块链、公有链,一条实体业结合的链,例如 汽车链
,我们就可以把每一位车主所拥
有的车辆数目
和他的车价值多少钱
来分配股份
,例如规定一条公式:车数*车价值 = 股份的多少
,在 PoS
中股份是一个概念,一个衡量话事权的概念。
PoS 的特点
上面的描述已经说明了 PoS
共识算法的概念。因为它是以拥有某样东西的数量
来衡量
话事权的,这就意味着,只要我们的节点,拥有这类东西,例如 ETH 代币,哪怕拥有的只有 一个
,都是有话事权的,即使很小,甚至都没机会露面,但它还是有机会。
在 PoS
中,块是已经铸造好的(这里没有“挖矿”的概念,所以我们不用这个词来证明股份),PoW
是有挖矿概念的。
这也就造成了它有下面的特点:
- 优点:
- 缩短了共识达成的时间,链中共识块的速度更快
- 不再需要大量消耗能源挖矿
- 作弊得不尝失,因为如果一名持有 51% 以上股权的人作弊,相当于他坑了自己,因为他是拥有股权最多的人,作弊导致的结果往往是拥有着越多的损失越多
- 缺点:
- 攻击成本低,只有节点有物品数量,例如代币数量,就能发起
脏数据的区块攻击
- 另外拥有代币数量大的节点获得记账权的概率会更大,会使得网络共识受少数富裕账户支配,从而失去公正性
- 攻击成本低,只有节点有物品数量,例如代币数量,就能发起
编写 PoS 代码
为了能让更多人,以及非 go 开发者能看懂,下面将通过 伪代码
来实现,完整的 go 代码请留邮箱。
首先我们使用一个候选区块数组来保存,每一个 节点
广播过来的和自己当前节点生成的区块对象:
candidateBlocks [ ]Blocks 候选区块数组
每个区块结构体
里面有一个变量
是用来记录生成这个区块的节点地址
的
type Block struct { Timestamp string // 时间戳,代表该区块的生成时间 Hash string // 这个区块的 hash 值 PrevHash string // 这个区块的 上一个 区块的 hash 值 NodeAddress string // 生成这个区块的 节点地址 Data string // 区块携带的数据 }
然后有一个 子线程
,专门负责遍历 候选区块数组
,来根据区块
里面的节点地址 获取
它的代币数量,然后分配股权
stakeRecord []string // 数组 for block ~ candidateBlocks { coinNum = getCoinBalance(block.NodeAddress) // 获取代币数量 for i ~ coinNum { // 币有多少,就循环添加多少次 if stakeRecord.contains(block.NodeAddress) { // 是否以及包含了 break // 包含的就不再重复添加 } stakeRecord = append(block.NodeAddress) // 添加 } }
然后从 stakeRecord
中 选出
一个竞选胜利者
。这个概率就和上面的 coinNum
有关,越大就越有机会。
index = randInt() // 得出一个整形随机数 winner = stakeRecord[index] // 取出胜利者节点的地址
最后,我们就能取出这个 winner
所生成的区块来进行公链的接入,然后广播出去
for block ~ candidateBlocks { if block.NodeAddress == winner { // 添加 } } // 广播出去 ...
以上,就是一个很简单的, PoS
算法机制的代码实现,单纯地根据持币数量来做股权分配。而事实上
,事情往往是比较复杂的,想想一下,如果我的股权的分配,不仅仅和代币的数量有关系呢,对吧,这样的话,就能衍生各种各样的想法变种方式
例如以太坊加入了币龄,在候选成功后,以太坊在这个步骤还会扣除币龄。种种的这些,都是可以变的,我们要理解 PoS 的精髓,才能在开发自己的公有链的时候,随心而行
来源:https://www.cnblogs.com/linguanh/p/9618222.html