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共識機制的意義

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用一句話來說明:共識機制是讓互不信任的人可以一起合作的制度

共識機制是區塊鏈的核心

區塊鏈是一本帳簿,記帳員在記帳前要通過驗證機制,這種驗證機制名為共識機制。筆者之前並沒有詳細解釋為什麼需要驗證機制,只是簡單提及這是用來防止記帳員濫用記帳權。但到底記帳員可以怎樣濫用記帳權?共識機制又為什麼會被稱為區塊鏈的核心?

這一章會有大量技術內容,但不用害怕,筆者會用最通俗易懂的方法來加以說明,務求做到人人都能看懂。

用一句話來說明:共識機制是讓互不信任的人可以一起合作的制度。
共識機制是讓互不信任的人可以一起合作的制度。

比特幣只是帳本上的記錄

讓我們以比特幣作為例子,比特幣沒有實體,所謂「A先生擁用一個比特幣」的意思是在比特幣的帳本上記錄著A先生的帳戶餘額為一個比特幣(A先生收到的比特幣 - A先生支付的比特幣 = 帳戶餘額)。由此看來,記帳人一但出錯便會引發嚴重後果,更有甚者,萬一記帳人心懷不軌,偽做交易記錄的話,後果更是不堪設想。要預防這種情況有很多種方法,例如可以設定審查機制,挑選記帳人;又或者設定懲罰機制,對偽造紀錄或記錄錯誤的記帳人作出處分。而比特幣偏偏採用一種相對難以理解的做法,那就是工作量證明機制,使用這種方法背後的原因,就是要維持比特幣最重要的兩個特性,去中心化和抗審查性:所謂的去中心化,意思是任何人都可以有同樣的機會成為用戶或記帳員,而抗審查性就更直接,那就是任何人都不能阻止比特幣的交易,哪怕是政府或銀行。正因如此,沒有人可以對記帳員作出審查,同時亦要保護記帳員的真實身份,不然的話去中心化和抗審查性亦無從說起。

因此,共識機制便會起著至關重要的作用,讓互不信任的人可以合作。在比特幣的網絡中存在著很多個不同的記帳人,由於成功記帳的人可以獲得手續費和系統獎勵的比特幣,不難想像每個記帳人都想爭取記帳權。而共識機制處理的就是決定每一次讓誰來當記帳人,同時要保證他並不會偽造交易記錄。工作量證明是要求記帳人在記帳之前完成一條非常複雜的數學題(見上一章)。每當有人在比特幣網絡上進行交易時,所有人都會共同爭奪記帳權,而能成為記帳人的每次都只有一個,因此記帳人便會用盡方法務求以最快的速度完成驗證題目,獲得手續費和系統獎勵。哪麼問題來了,記帳人花了很多計算資源也不代表他不會造假,為什麼工作量證明機制可以保護比特幣系統呢? 這時就要介紹區塊鏈中另外一個很重要的概念:「最長鏈原則」。區塊鏈是一種資料呈連狀結構的數據庫,即是每一筆資料都會包含上一筆資料的部分信息,因此只要中間在出了改動馬上便會和下一筆資料對不上,從這時開始便會出現分叉,一旦出現分叉,大家便會以最長的那條鏈作準。

根據「最長鏈原則」,一旦出現分叉,大家便會以最長的那條鏈作準。圖中的情況分叉A會被視為正確

只要確保沒有任何記帳人可以一直獲得記帳權,即使這一次記帳人成功偽造交易,下一次獲得記帳權的人也會通過驗算發現問題,從而選擇不承認上一次的記錄,創建分叉,再下一次獲得記帳權的人只要選擇沒有問題的那一邊,如此類推的話,有問題的交易便會被排除在系統之外,而造假的記帳人則會損失他之前所投入的計算資源。

通過創建分叉,誠實的記帳人可以把有問題的交易排除。

系統性風險不容忽視

這個制度並非天衣無縫,很明顯,只要造假的記帳人比正直的記帳人掌握更多計算資源的話,造假的分叉並會成為最長鏈,從而令整個系統變得不可信任,比特幣便會變得一文不值。可是,如果記帳人為比特幣投入了大量的計算資源,比特幣變得一文不值對他也沒有任何好處,通過這種博弈機制,比特幣得以安然運行至今。

比特幣背後的技術其實都是舊有技術,但其設計環環相扣,非常精密,令人不得不佩服。然而,整個博弈系統開始出現一些系統性風險,隨著各種相關洐生工具的出現,把比特幣變得一文不值變成一件愈來愈有利可圖的事情。一旦有投機者在市場上沽空巨額的比特幣,然後再投入大量計算資源來催毀比特幣系統的話,相信就是比特幣的未日了。


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原文: 共識機制的意義

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