计算机应用研究

作者：武岳,李军祥,

单位：上海理工大学管理学院,上海200093；

关键词：区块链,共识算法,共识机制,洛伦兹曲线,基尼系数,比特币,

基金：国家自然科学基金资助项目(71572113,71432007,71871144)；国家自然科学基金匹配项目(IP16303003,2017KJFZ024,2018KJFZ035,2019KJFZ048)；；

基于比特币技术衍生出了大量虚拟货币，其主要特点是对于比特币共识算法的优化和共识算法模式的变革。为研究共识算法演化历程，以比特币共识机制作为切入点，从源代码层级解析了比特币共识算法工作量证明（proof of work，POW）的工作原理及其优缺点，同时分析了比特币演进产生的以太坊共识算法。在理论探讨后，利用洛伦兹曲线及基尼系数评价比特币、以太坊共识机制的实际去中心化效果；并介绍了权益证明（proof of stake，POS）、股份授权证明机制（delegated proof of stake，DPOS）、实用拜占庭容错算法（practical Byzantine fault tolerance，PBFT）的演进过程及算法原理。最后，从共识算法去中心化能力、激励机制、处理效率、分布式安全性等方面进行了比较，得到了共识算法得分表及得分雷达图，以期为未来不同场景、不同需求的区块链应用提供共识算法分析标准。

来源：2020年第7期

《计算机应用研究》期刊编辑部

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