一张图看懂DPos委托权益证明算法（从零开始学习区块链106）

Delegated Proof of Stake（简称DPoS）是比特股采用的一种区块链共识算法。

在加密货币技术中，通过共识算法来保证整个区块链网络的安全性和可靠性。 众所周知的共识算法有比特币网络使用的工作量证明PoW，以及Peercoin和NXT使用的权益证明PoS。 然而，这些共识算法都无法解决交易性能问题，尤其是 PoW 算法需要消耗大量计算所需的电力。 委托权益证明 DPoS 很好地解决了性能和能耗问题。

背景

DPoS算法中使用了见证人机制（witness）来解决中心化问题。 共有 N 个见证人签署区块，这些见证人由使用区块链网络的主体投票选出。 由于使用了去中心化的投票机制，DPoS 比其他系统更加民主化。 DPoS 并没有完全消除对信任的要求。 代表全网签署区块的可信主体在保护机制下确保行为正确无偏见。 此外，每个已签名的区块都有前一个区块由可信节点签名的证明。 DPoS 消除了交易等待一定数量的区块被不可信节点验证的需要。

通过减少对确认的要求，DPoS 算法大大提高了交易速度。 通过信任少数诚实节点，可以删除块签名过程中不必要的步骤。 DPoS 区块可以容纳比 PoW 或 PoW 更多的交易，使加密数字货币的交易速度接近 Visa 和 Mastercard 等中心化清算系统。

DPoS 系统中仍然存在中心化，但这种中心化是受控的，因为每个客户端都有能力决定哪些节点是可以信任的。 DPoS 使这样的区块链网络能够保留​​中心化系统的一些关键优势，同时确保一定程度的去中心化。 该系统通过公平选举，使每个人都有可能成为代表绝大多数用户的受托人。

DPoS背后的理性逻辑

1. 使股权所有者能够投票选出簿记员

2. 股东分红最大化

3. 最小化保证网络安全的消耗

4.最大化网络性能

5. 最小化网络运行成本

利益相关者有控制权

DPoS 的基本属性是利益相关者保留控制权，从而使系统去中心化。 正如投票机制存在缺陷一样，DPoS 是管理公司共同产权的唯一可行方式。 幸运的是，如果你不喜欢经营公司的人，你可以通过出售你的权益来摆脱困境。 而这种反馈机制可以让股权所有者在投票时比普通公民更加理性。

每个股权所有者投票决定区块的签名验证者，任何获得超过1%票数的人都可以参与董事会。 所有代表组成一个“董事会”并轮流签署区块。 如果董事错过了签署区块的机会，客户会自动将选票投给其他人。 最终，这些错过签字机会的董事会被取消资格，其他人可以加入董事会。 董事会成员会收到少量代币作为奖励，以激励在线时间和参与选举。 每个理事必须存入单个区块平均奖励的100倍作为保证金，以保证至少99%的在线时间。

委托工作量证明矿池

在目前的比特币网络中，用户需要选择参与一个矿池才能获利，每个矿池拥有10%以上的算力。 矿池的运营者就像是矿工的指定代表。 比特币希望用户在矿池之间切换，以避免过度中心化，但前五大矿池控制着整个网络，如果其中一个矿池出现故障比特币使用了pos权益证明机制吗，则需要用户手动干预。 矿池下线，出块率会成比例下降，在哪个矿池挖矿成了难题

不从所有用户中随机选择的原因

1、普通用户大部分时间处于离线状态

2. 攻击者可以在未经他人同意的情况下使用自己的权限控制网络

3. 由于没有挖矿，在去中心化网络中产生随机数变得不可能。

可扩展性

假设每笔交易的确认成本和手续费是固定的比特币使用了pos权益证明机制吗，那么去中心化的数量也是有限的。 假设验证成本等于手续费，整个网络是完全中心化的，只能支持一个验证节点。 假设手续费是验证成本的 100 倍，网络可以支持 100 个验证节点。

PoS 需要大量的手续费来保证其合理运行，而委托机制是 PoS 高效工作的唯一途径。 权益池可以用在 PoS 中，但这变成了某种形式的 DPoS。 指定代表无法从矿池中获得实际收益，因为验证成本会吃掉大部分交易费用。

去中心化的成本与验证者的数量成正比，而且这个成本是无法消除的。 从规模上看，这种成本的存在最终会导致系统去中心化，委托代表是唯一的解决方案。 这种中心化应该在系统建设初期就设计好，方便用户更好的控制，而不是被动演化成意想不到的结果。

指定代表的角色

1.见证人是允许区块生成和广播的权威

2. 生成区块的过程包括收集P2P网络中的交易，并用见证人的私钥进行签名

3. 见证人的位置由前一个区块的最后一部分随机分配。

DPoS 抑制攻击

1.见证人如果拒绝在区块上签名，将被解雇，失去未来稳定收入的期望

2. 不诚实的受托人只有在明确有其他利益时才会选择放弃出块

3.见证人不能签署无效交易，因为交易需要所有见证人的确认。

证人人数

见证人的人数由股权所有人决定，至少需要保证11名见证人。

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