世界超级计算机排名2015 【紫冬声音】区块链技术综述：区块链技术发展现状与展望(9)

DPoS 共识机制的基本思路类似于「董事会决策」，即系统中每个股东节点可以将其持有的股份权益作为选票授予一个代表，获得票数最多且愿意成为代表的前 101 个节点将进入「董事会」，按照既定的时间表轮流对交易进行打包结算并且签署（即生产）一个新区块。每个区块被签署之前，必须先验证前一个区块已经被受信任的代表节点所签署。「董事会」的授权代表节点可以从每笔交易的手续费中获得收入，同时要成为授权代表节点必须缴纳一定量的保证金，其金额相当于生产一个区块收入的 100 倍。

授权代表节点必须对其他股东节点负责，如果其错过签署相对应的区块，则股东将会收回选票从而将该节点「投出」董事会。因此，授权代表节点通常必须保证 99% 以上的时间以实现盈利目标 [24]。

显然，与 PoW 共识机制必须信任最高算力节点和 PoS 共识机制必须信任最高权益节点不同的是，DPoS 共识机制中每个节点都能够自主决定其信任的授权节点且由这些节点轮流记账生成新区块，因而大幅减少了参与验证和记账的节点数量，可以实现快速共识验证。

除上述三种主流共识机制外，实际区块链应用中也衍生出了 PoW + PoS、行动证明（Proof of Activity）等多个变种机制。这些共识机制各有优劣势，比特币的 PoW 共识机制依靠其先发优势已经形成成熟的挖矿产业链，支持者众多，而 PoS 和 DPoS 等新兴机制则更为安全、环保和高效，从而使得共识机制的选择问题成为区块链系统研究者最不易达成共识的问题。

2.4 激励层

区块链共识过程通过汇聚共识节点的算力资源来实现共享区块链账本的数据验证和记账工作，因而其本质上是一种共识节点间的任务众包过程。去中心化系统中的共识节点本身是自利的，最大化自身收益是其参与数据验证和记账的根本目标。因此，必须设计激励相容的合理众包机制，使得共识节点最大化自身收益的个体理性行为与保障去中心化区块链系统的安全和有效性的整体目标相吻合。区块链系统通过设计适度的经济激励机制并与共识过程相集成，从而汇聚的节点参与并形成了对区块链历史的稳定共识。

以比特币为例，比特币 PoW 共识中的经济激励由新发行比特币奖励和交易流通过程中的手续费两部分组成，奖励给 PoW 共识过程中成功搜索到该区块的随机数并记录该区块的节点。因此，只有当各节点通过合作共同构建共享和可信的区块链历史记录、并维护比特币系统的有效性，其获得的比特币奖励和交易手续费才会有价值。比特币已经形成成熟的挖矿生态圈，大量配备矿机设备的矿工积极参与基于挖矿的 PoW 共识过程，其根本目的就是通过获取比特币奖励并转换为相应法币来实现盈利。

发行机制

比特币系统中每个区块发行比特币的数量是随着时间阶梯性递减的。创世区块起的每个区块将发行 50 个比特币奖励给该区块的记账者，此后每隔约 4 年（21万个区块）每区块发行比特币的数量降低一半，依此类推，一直到比特币的数量稳定在上限 2100 万为止 [19]。

比特币交易过程中会产生手续费，目前默认手续费是万分之一个比特币，这部分费用也会记入区块并奖励给记账者。

这两部分费用将会封装在每个区块的第一个交易（称为 Coinbase 交易）中。虽然现在每个区块的总手续费相对于新发行比特币来说规模很小（通常不会超过 1 个比特币），但随着未来比特币发行数量的逐步减少甚至停止发行，手续费将逐渐成为驱动节点共识和记账的主要动力。同时，手续费还可以防止大量微额交易对比特币网络发起的「粉尘」攻击，起到保障安全的作用。

分配机制

比特币系统中，大量的小算力节点通常会选择加入矿池，通过相互合作汇集算力来提高「挖」到新区块的概率，并共享该区块的比特币和手续费奖励。据 Bitcoinmining.com 统计，目前已经存在 13 种不同的分配机制 [25]。主流矿池通常采用 PPLNS（Pay Per Last N Shares）、PPS（Pay Per Share）和 PROP（PROPortionately）等机制。矿池将各节点贡献的算力按比例划分成不同的股份（Share），其中：

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