翟冉, 陈学斌＊

1.华北理工大学理学院，河北 唐山 063210

2.河北省数据科学与应用重点实验室（华北理工大学），河北 唐山 063210

3.唐山市数据科学重点实验室（华北理工大学），河北 唐山 063210

引 言

随着网络的飞速发展，网络中的交流与交易越来越多。与此同时，网络交易中的不规范的行为越来越多。为了实现网络交易的可监管性，区块链技术顺势而来。区块链具有去中心化、不可篡改、可追溯等特征[1]。由于去中心化的特点，区块链引入了共识机制来确保节点记账的一致性与有效性[2]，共识机制是区块链的核心技术之一。区块链的共识机制主要有PoW共识机制[3]、PoS共识机制[4]、DPoS共识机制[5]、POA共识算法[6]和PBFT共识算法[7]等。PoW机制为工作量证明机制，区块链中的节点获得的奖励取决于它们在挖矿时产生的算力；PoS机制为权益证明机制，主要是根据持币的数量和时间来分配记账权；DPoS共识机制为股份授权证明，是PoS机制的延伸；POA共识算法为权威证明，主要靠选举出来的权威人士决定记账权；PBFT算法是拜占庭容错算法，来自拜占庭将军模型。这五种共识机制是较经典的共识机制。基于这几种共识机制，针对它们的不足，出现了适合于特定场景的新型共识机制，主要有Tendermint共识机制[8]、Ouroboros[9]、蜜獾算法[10]等。

本文的主要贡献如下：

（1）从比特币和以太坊中不同技术的角度介绍了区块链的发展过程。

（2）介绍了五种较常见的共识机制并对其优缺点进行比较。

（3）对共识机制的最新研究成果进行了介绍。

1 区块链的发展背景

1.1 比特币的发展

2008年，“中本聪”发布了比特币白皮书，提出了一种点对点的电子现金系统[11]。……