共识机制是区块链的一个核心特征，是保证区块链系统在分布式架构下的一致性方案。目前主流的也有好多种共识算法：POW、POS、DPOS、RCP、PBFT、DBFT 等等。网上已经充斥了很多对这些共识算法的简单介绍，但读者们也很难理解到这些共识机制背后的核心原理。现在以深入浅出的方式讲解区块链最重要的三种区块链的共识机制。
共识机制（图片来源于网络）
1、Pow算法是最经典的共识机制。由比特币引入并使用。以比特币为例，Pow共识机制中，比特币网络中的矿工为了获得记账权，必须通过算力来解数学题。大约十分钟时间，第一个发现特定属性哈希的矿工将获得记账权，并被奖励比特币。这个机制的本质就是消耗算力，因为解题没有其他办法，就是靠算力。而虽然解题耗费算力，但验证答案是否正确却很简单。由于算力背后是经济的成本，需要电费和矿机等支撑。它是目前为止运行时间最长的共识机制，有较高的安全性，也是相对公平、去中心化的网络。
但同时也有不少地方被大家诟病。尤其是在电力消耗和性能上。由于解题需要消耗大量的电力，全世界Pow算法所消耗的能源据统计已经超过爱尔兰一个国家所消耗的电力。另外，Pow的机制为了保证安全性，在性能上也不能兼顾，它的扩展性备受诟病。每秒才7个交易，跟中心化每秒10万以上的交易相比，完全无法媲美。基于PoW机制，比特币很难成为网络电子现金支付系统。在中心化方面，也存在一定的争议。由于不同地区的电费不同，从成本上来说，最终会相对倾斜到电费成本较低的国家和地区。比如中国目前占据比特币算力的相当大一部分。
PoS算法（图片来源于网络）
2、Pos跟Pow不同，它无须通过消耗算力获得记账权，所以更环保。Pos有验证者，这些验证者节点需要锁定一定量的token，锁定之后，就有权益的证明。一组验证者轮流提议和投票下一个区块的生成，而投票的权重取决于其持有token多少。也就是说每个网络节点链接到一个地址，这个地址所持有的代币越多，它获得生成下一个区块的概率就越大。如果一个攻击者试图发起51%的攻击，它需要持有超过50%以上的代币，如果一个市值超过10亿美元的网络，攻击者的成本至少5亿美元以上，如果发生攻击，导致网络不安全，对理性攻击者来说也没有意义。而且Pos的防御和攻击是不对等的，防御更容易些，恢复网络的代价要低于攻击者的代价。
Pos更适合代币固定的网络，不会产生通货膨胀，它的收益奖励主要来自于用户的交易。它的好处是不用消耗大量能源，达成共识速度快，但也有不足，不是所有节点都愿意挖矿、永远没有最终性，需要检查点机制来减缓这个问题、也容易产生分叉。
3. Dpos比Pos更加高效。它的代币持有人投票支持代表，当选的代表验证区块交易，获得奖励。Dpos的投票是持续进行的。一旦代表的表现不尽人意，代币持有者可以用投票把代表选出。由于代表需要遵守所有的规则，保证网络正常运行时间，这也会比Pos更高效。此外，它不会分叉，比Pos有优势。它的不足是有中心化的风险。如果只有20多个超级代表，这意味着如果超级节点被控制，网络有一定的安全风险。不过，Dpos共识机制也在不断的进化，不断的寻找兼顾安全、去中心化和效率。
区块链（图片来源于网络）
很明显，POS和POW相比复杂得多，但也有新的问题，比如新区块难以在这么短的时间内扩散到全网，比如分叉链出现的概率更大，为了解决这些问题，就需要设计更多共识协议来提高安全性，而Dpos现在使用的还比较少，开发还不是很完善。
