[科普中国]-幽灵协议

幽灵是一个协议，通过这个协议，区块可以包含不只是他们父块的散列值，也散列父块的父块的其他子块（被称为叔块）的陈腐区块。这确保了陈腐区块仍然有助于区块链的安全性，并减轻了大型矿工在快速区块链上的有优势的问题，因为他们能够立即得知自己的区块，因此不太可能产生陈腐区块。

概述幽灵是一个协议，通过这个协议，区块可以包含不只是他们父块的散列值，也散列父块的父块的其他子块（被称为叔块）的陈腐区块。这确保了陈腐区块仍然有助于区块链的安全性，并减轻了大型矿工在快速区块链上的有优势的问题，因为他们能够立即得知自己的区块，因此不太可能产生陈腐区块。

区块：一个区块是一个数据包，其中包含零个或多个交易，前块（父块）的散列值，以及可选的其它数据。除了初始的“创世区块”以外每个区块都包含它父块的散列值，区块的全部集合被称为区块链，并且包含了一个网络里的全部交易历史。注意有些基于区块链的加密货币使用“总账”这个词语来代替区块链。这二者的意思是大致相同的，虽然在使用“总账”这个术语的系统里，每个区块都通常包括每个账户的目前状态（比如货币余额，部分履行的合约，注册）的全部拷贝，并允许用户抛弃过时的历史数据。

父块：父块是指在模型中允许的最大的块，被分割后形成的小块称为子块。父块的大小是根据钻孔间距、采矿方法、地质条件和计算机的能力确定的。

叔块：是父区块的父区块的子区块，但不是自个的父区块，或更一般的说是祖先的子区块，但不是自己的祖先。如果A是B的一个叔区块，那B是A的侄区块。

陈腐区块：对于同一个父块，已经有另外一个区块被创建出来之后，又被创建的区块;陈旧区块通常被丢弃，是精力的浪费。

区块链协议区块链首先被表述为一个网络系统的基础架构协议，在比特币体系中，这个运行与点刘‘点架构的分布式网络系统中的基础协议内容可简单表述为在按照时间参数排序（或者某种不可更改的标准参数建立产生和存在秩序）的块链，在加密技术支持下承载数据存储和点对点传输及验证，使之成为不可逆和E自动及内生信任的数据系统，因此，点对点方式本身成为其基础协议内容的一部分。

由此，我们完全可以以简单区分区块链协议对传统互联网基础协议内容的改变或升级。传统互联网的数据生成没有对数据本身的规制。数据储存依赖于中心节点上的服务器，基于对中心化权力的不信任和数据生成信任机制的匮乏，区块链基础协议实现了对此缺陷的反拨和矫证。因此它是在基础层面改变互联网秩序，其意义和技术表现都属于基础架构上的。人们对此有较广泛的共识。

在此基础下，区块链的基础架构协议的意义被引申至经济结构和社会结构层面。区块链技术推动者，首先将互联网TCP/IP协议对市场结构的改变，认定为是对市场关系的重大调整，因此才造就阿里巴巴和尤布这样的基于互联网的商业模式和商业企业。这也是互联网改变人们生活方式和经济活动方式的原因所在，当人们更多的生活和经济活动依赖于互联网时，其所遵守和执行的是TCP/IP协议。

区块链网络一旦跨出其特定网络。如比特币网络范畴成为市场甚至整个社会基础网络架构，它也将成为其对应和支持的网络系统的基础协议。所有市场关系的建艇将直接包含公平、透明、开放、信息共享、点对点构造要求的内置硬约束，所有人只能遵守和利用这些规则，但不能改变它。就这样，区块链一旦成为社会关系基础协议，包括社会管理、政府作用及其方式，必须执行权力虚置的协议要求。1

区块链的共识机制区块链的自信任主要体现于分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方，也无须信任一个中心化的机构，只需要信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。

这种自信任的前提是区块链的共识机制（consensus），即在一个互不信任的市场中，要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑，都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则，判断每一笔记录的真实性，最终将判断为真的记录记入区块链之中。换句话说，如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争，则这些节点几乎不可能合谋欺骗你，而当节点们在网络中拥有公共信誉时，这一点体现得尤为明显。

区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法，在机器之间建立“信任”网络，从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。

现今区块链的共识机制可分为四大类：工作量证明机制（PoW）、权益证明机制（PoS）、股份授权证明机制（DPoS）和Pool验证池。2

工作量证明机制工作量证明机制即对于工作量的证明，是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息（即新区块）时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。工作量证明机制具有完全去中心化的优点，在以工作量证明机制为共识的区块链中，节点可以自由进出。大家所熟知的比特币网络就应用工作量证明机制来生产新的货币。然而，由于工作量证明机制在比特币网络中的应用已经吸引了全球计算机大部分的算力，其他想尝试使用该机制的区块链应用很难获得同样规模的算力来维持自身的安全。同时，基于工作量证明机制的挖矿行为还造成了大量的资源浪费，达成共识所需要的周期也较长，因此该机制并不适合商业应用。

权益证明机制2012年，化名Sunny King的网友推出了Peercoin，该加密电子货币采用工作量证明机制发行新币，采用权益证明机制维护网络安全，这是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。

与要求证明人执行一定量的计算工作不同，权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。这种共识机制可以缩短达成共识所需的时间，但本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算。因此，PoS机制并没有从根本上解决PoW机制难以应用于商业领域的问题。

股份授权证明机制股份授权证明机制是一种新的保障网络安全的共识机制。它在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时，还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。

股份授权证明机制与董事会投票类似，该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统，就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会，所有股东都在这里投票决定公司决策。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表，而非全体用户。在这样的区块链中，全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。同时，区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要，全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格，重新选举新的代表，实现实时的民主。

股份授权证明机制可以大大缩小参与验证和记账节点的数量，从而达到秒级的共识验证。然而，该共识机制仍然不能完美解决区块链在商业中的应用问题，因为该共识机制无法摆脱对于代币的依赖，而在很多商业应用中并不需要代币的存在。

Pool验证池Pool验证池基于传统的分布式一致性技术建立，并辅之以数据验证机制，是目前区块链中广泛使用的一种共识机制。

Pool验证池不需要依赖代币就可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础之上，可以实现秒级共识验证，更适合有多方参与的多中心商业模式。不过，Pool验证池也存在一些不足，例如该共识机制能够实现的分布式程度不如PoW机制等。

本词条内容贡献者为:

肖志勇 - 副教授 - 江南大学