区块链世界中最复杂的话题之一是共识。如果我要简化它的描述，它会是这样的：
在解释共识之前，让我们退后一步讨论去中心化的概念。
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集中支付
这种支付系统的特点是存在中央机构，例如银行。银行维护所有账户和交易的登记册。
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爱丽丝联系了银行，告诉他们她想给鲍勃寄 10 美元。
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银行从 Alice 的账户中扣除 10 美元，并将 10 美元记入 Bob 的账户
去中心化支付（现行系统）
在这个系统中，有几家银行相互连接。并非所有银行都彼此保持直接联系。并非所有银行都是相互关联的，这意味着它们并非都在彼此的账本中拥有账户。
每家银行都为其客户保留所有账户和交易的记录。Alice 在 1 号银行有一个账户，而 Bob 是 3 号银行的客户。
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当 Alice 联系银行 1 并要求将 10 美元转入 Bob 在银行 3 的账户时，银行 1 从 Alice 的账户中扣除 10 美元并开始向银行 2 转账。
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银行 1 将 10 美元的转账发送到银行 2，银行 2 将相同的金额记入银行 1 的账户。
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同时，未直接连接到银行 1 的银行 2 处理来自银行 1 的传入转账。
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银行 2 将 10 美元的贷方记录到银行 1 的账户，并将相应的 10 美元借记到银行 3 的账户。
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银行 3 在收到银行 2 的交易详细信息后，从银行 2 的账户中扣除 10 美元，并将相同的金额记入 Bob 的账户。
分布式支付
在这个支付系统中，没有银行。每个用户都直接或间接地相互连接。
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爱丽丝在她的账本上写道：“爱丽丝 -10 美元”和“鲍勃 +10 美元”。
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最接近的节点更新其账本并写入：“Alice -10$”;“鲍勃 +10 美元”。
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Bob 收到付款信息，更新他的账本副本，并写道：“Alice -10$”;“鲍勃 +10 美元”。
共识
不知名、匿名或假名的行为者对协调构成重大威胁。例如，节点可能会重复交易、干扰第三方操作、操纵系统或提供虚假信息。这一挑战被称为拜占庭将军问题。
拜占庭将军问题（Byzantine Generals' Problem）是分布式计算和博弈论中的一个经典问题，或多或少是这样运作的：
在通信节点（将军）网络中，他们必须就针对共同敌人（防御或投降）的协调行动（攻击或撤退）达成一致。当一些将军可能是叛徒，向不同的节点发送相互冲突的信息时，挑战就出现了。
目标很明确：尽管有潜在的叛徒，但忠诚的将军们必须达成共识，以确保成功的集体行动。
困难在于，叛国信息会引起混乱，导致协调失败和潜在的失败。
拜占庭将军问题的解决方案包括创建激励措施来协调参与者之间的行动，同时确保一个能够抵御错误行为或恶意攻击的强大系统。在区块链中，这通常是通过实施共识机制来实现的，例如工作量证明（PoW）或权益证明（PoS）。
拜占庭容错 （BFT）
拜占庭容错 （BFT） 协议旨在解决这个问题，确保在叛徒存在的情况下达成共识。
这个问题对于理解分布式系统中的容错和共识机制至关重要。
拜占庭容错 （BFT） 是分布式计算和分布式系统中众所周知的概念。它旨在使系统能够继续正常运行，即使某些组件表现出故障或恶意行为（称为拜占庭故障）。这些故障可能包括节点向其他节点发送欺诈性、损坏或模棱两可的消息。
BFT 的目标是确保系统在存在恶意行为者的情况下能够达成可靠的共识。在实践中，这意味着即使分布式系统中的某些节点（或进程）行为不正确，其他节点仍然可以就采取哪些操作达成一致。
BFT 在可靠性和安全性至关重要的应用中至关重要，例如区块链网络、分布式金融系统和飞行控制系统。有各种算法和协议旨在实现 BFT，每种算法和协议在容错、效率和可扩展性方面都有自己的权衡（Blockahin 三难困境）。
共识：工作量证明
工作量证明是 BTC 和许多第 1 层网络使用的共识机制。它从以前的技术中汲取了灵感，如电子黄金和哈希现金。该过程的操作如下：
在分布式系统中，信息传输存在延迟。每个节点在略有不同的时间收集信息。每个节点将交易打包成 1MB 的区块。
如果区块被其他节点接受，挖矿节点将获得第 1 层硬币和交易费用形式的奖励。区块越早发布，就越有可能被认定为有效和奖励。
创建区块所需的计算成本很高，因为能源和机器是用法定货币支付的。节点的兴趣在于维护一个安全的网络，以确保奖励（第 1 层硬币）保持其价值。
共识：权益证明
在工作量证明（PoW）系统中，节点相互竞争以发布区块并根据计算能力获得奖励。PoW 依靠底层工业系统来确保网络安全。
在权益证明 （PoS） 共识机制中，发布节点的能力可能取决于锁定在节点中的所有已发行代币的数量;币越多，发布区块的概率就越高。
与 PoW 系统类似，可以通过控制 50%+1 的“投票权”（即计算能力）来损害 PoS 中的共识，但在 PoS 中，这种控制是基于经济实力的。
达成共识的 5 项核心原则
公共：每个人都可以检查区块链上正在发生的事情。账本在无需许可的环境中对所有人是公开的。
中立：区块链的不信任性使其保持中立和公正。没有人可以通过使用无需许可的区块链来利用交易对手。
无边界：由于其去中心化的性质，无需许可的区块链没有地理位置。
抗审查：由于区块链本身的去中心化性质，没有人可以阻止任何人加入和参与网络。
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