陈忠贤 李秦伟，2 罗婧雯

（1.贵州大学计算机科学与技术学院 贵阳 550025）（2.贵州省公共大数据重点实验室 贵阳 550025）

1 引言

共识问题是计算机科学领域的经典问题，最早出现是在20个世纪80年代，Pease和Leslie Lamport对拜占庭将军问题进行了形式化的描述和分析［1～2］。自中本聪提出比特币以来［3］，共识成为了区块链系统中其中一个新的研究热点［4～5］，目前，区块链中主流的共识算法包括有工作量证明（PoW）［6］、股 权 证 明（PoS）［7～8］、委 任 权 益 证 明（DPoS）［9］、实用拜占庭容错算法（PBFT）［10］。工作量证明的思想最早来源于哈佛大学教授Cynthia Dwok［11］，其目的是为了通过邮件发送方计算一定难度的数学难题来增加垃圾邮件发送者的成本，从而解决垃圾邮件问题。在比特币系统中，PoW主要应用在数字货币系统中，旨在通过算力证明来获得一个区块的记账权，从而换取获得比特奖励的机会，这造成了为提高哈希计算而不断优化的挖矿设备的浪费和大量的电力资源的消耗。PoS弥补了PoW的不足，使用股权机制来代替算力证明完成记账节点的选取。目前，有Peercoin、NTX、Blackcoin使用了基于PoS思想的共识算法，但PoS也存在这样一些问题：某些节点拥有大量的区块链资产且长期持有，这就可能造成股份分配不均，从而造成拥有大部分股权的节点垄断出块。2014年，雷恩（Larry Ren）提出PosV共识算法［12］，Slimcoin提出了PoB共识算法［13］。PosV与PoB算法既解决了PoW的能源消耗问题又规避了PoS的风险问题。DPoS对PoS中心化进行了适当妥协［6］，有效解决了PoW的纯碎依靠算力以及PoS的首富账户的寡头垄断问题。但是DPoS对于恶意拜占庭节点的处理存在诸多困难。……