區塊鏈的共識機制用於確保參與者之間就區塊鏈的當前狀態達成一致。共識機制決定了哪些節點能夠添加新的交易區塊,其主要目標之一是確保區塊鏈不被重寫。
工作量證明共識(POW)
重寫區塊鏈的難度在於它作為記錄金融交易的賬本。當區塊中出現將資金發送到錢包的交易時,並且在該區塊之上已經構建出了其他區塊(已確認),區塊(交易)將不可能被重寫。
攻擊者首先向交易所進行充值,該交易記錄在區塊X中,然後攻擊者開始獨自構建另一條並行鏈(不向網絡廣播該區塊)。而當達到充值交易所需的確認數量後,攻擊者會將該代幣兌換成其他貨幣,並從交易所中提取。當提現交易完成後,攻擊者會發布獨自構建的並行鏈,並且如果該區塊鏈具有比原始鏈更多的PoW(區塊),則網絡將接受它作為合法鏈,而原始區塊鏈(包含攻擊者充值交易的)將成為歷史版本而消失。之後,攻擊者就可以再次自由地使用這些代幣。
權益證明共識(POS)
權益證明在代幣分配方面還存在其他一些問題。 PoW礦工的成本很高(硬件,電力),並且通常需要出售他們挖到的大部分代幣以滿足這些成本。因此,許多開采的硬幣可以在市場上購買,而不會被礦工所囤積。而權益證明的偽造成本卻非常低,他們不需要為了維持網絡運營而售出他們獲得的代幣。參與權益證明的大額股權持有人傾向於增加他們流通中的代幣份額,因為他們從網絡用戶那裡收取大量獎勵和交易費用。這被比作封建主義,即網絡由大額代幣持有者所擁有和操縱,並且用戶使用過程中還需要向他們支付手續費。在POS中,通常會設置一些限制條件,使普通用戶不能直接參與到權益證明共識中。
混合PoW/PoS
要參與到Decred的權益證明中,持有人必須鎖定他們的DCR併購買“票證”。個人票證的價格由類似市場的機制設定,系統的目標是獲得一定數量的票證(40,960) - 如果超過了目標數量,則價格會上漲,如果未到達數量價格則下降。當用戶購買票證時,他們使用的DCR將被鎖定(即,他們不能花費),鎖定期會持續到他們的票證被偽隨機函數調用完成投票,或在大約142天后到期。這為PoS機制帶來了機會成本,通過這種方式能夠確保PoS選民在遊戲中得到公平且能夠遵循網絡的最佳利益。
PoS參與者(也稱為選民或利益相關者)可以扮演三個不同的角色:拒絕投票、對共識規則的變更進行投票,以及使用Politeia定級系統對項目級別管理進行表決。第一種角色“拒絕投票”,是PoS選民最直接參與維持共識的方式。
在區塊中投票
因此,PoS選民有權在不影響自己收益的前提下剝奪礦工的獎勵。這限制了PoW礦工的權力,防止他們對網絡共識規則的篡改,這些規則須由利益相關方投票決定。實際上,當檢測到惡意或低效行為時,PoS選民可以通過採用投票“否決”這些惡意的礦工行為,通過這種方式,防止惡意PoW礦工篡改交易和獲得非法獎勵。
混合PoW/PoS機制的設計能夠顯著增加網絡攻擊的成本,因為攻擊者必須同時規避兩個獨立的系統。尤其是在PoS組件被配置為僅能緩慢的獲取票證。每個區塊僅可購買有限數量的票證,購買大量的票證會導致價格的急劇上漲。此外,一旦需要購買票證,用於購買它們的資金將是被鎖定,這種方式會鎖定攻擊者的用於攻擊的資金,使其面臨貶值的風險。
共識修改投票
Decred在一開始就決定讓PoS利益相關者成為區塊鏈治理中的主導決策力量。修改或寫入共識規則需要批准升級程序,通過該程序,只有通過投票後才能對網絡共識規則進行修改。而且只有在至少75%的投票同意後才能進行更改。如果有一定比例的礦工(95%)和選民(75%)正在運行升級軟件並對規則進行潛在的更改,該過程就會開始執行。如果修改提案在4週的投票期後獲得了超過75%的支持,則被接受,否則會被拒絕,如果投票數量不足,則重新開始投票。如果提案被接受,那麼共識機制的修改將在一個月後激活。
項目管理:Politeia
Decred的區塊獎勵分為PoW礦工獎勵(60%),PoS選民獎勵(30%)和Treasury(10%),用於資助開發該項目的開源軟件貢獻者。票證持有人有權投票決定該部分資金應該如何使用、應該添加哪些功能,並通過Politeia平台決策。
總結思想
由於PoS選民可以獲得30%的區塊獎勵,他們無法僅通過持有現有權益而維持他們在DCR流通中的相對份額。大多數新的DCR都是PoW礦工挖礦獲得的,從而減輕他們在PoS系統中“無關緊要”的問題,也發揮了他們在保護網絡方面的作用。礦工通必須出售他們收到的大部分獎勵以維持他們的運營成本,因此該方式能夠確保市場上的DCR供應需求合理。
Decred區塊鏈呈現了獨特的架構模式,也是混合PoW/PoS系統最知名的例子之一。與PoS共識機制在分組中發生的重大變化一樣,未來通過混合PoW/PoS機制部署的項目也是獨特的,並且不一定遵循現有的Decred框架。