（二）區塊鏈的共識演算法：PoS 及其 例子 程式碼 實現

摘要： 這篇文章是上一篇的序章，上一篇的連結地址是： juejin.im/post/5b78f6… （一）區塊鏈的共識演算法：整體介紹 及 分叉 的通俗講解 本篇文章將會著重介紹PoS 共識演算法和採用程式碼例子來實在地闡述它...

這篇文章是上一篇的序章，上一篇的連結地址是：

juejin.im/post/5b78f6… （一）區塊鏈的共識演算法：整體介紹 及 分叉 的通俗講解

本篇文章將會著重介紹PoS 共識演算法和採用程式碼例子來實在地闡述它

關於什麼是共識演算法 這個問題，請檢視（一）區塊鏈的共識演算法：整體介紹 及 分叉 的通俗講解 ，裡面已經給出了答案。

PoS 共識演算法

PoS 全稱為Proof of Stake 股權證明 。字面意思就是，股份制。就是說，誰的股份越多，誰的話事權越大，這和我們生活中的股份制公司 中的股東的意思的差不多的。

但是，在區塊鏈的應用中，我們並不可能真實地分配給鏈中的節點 股份，取而代之的是另外一些東西，這些東西充當股份，我們將這些東西分配給鏈中節點 。下面將舉一些例子來加以闡述這個概念。

例如PoS 在虛擬貨幣 的應用中，我們可以把持幣量的多少，來看作擁有股權、股份的多少，現在以太坊 ETH 中是擁有PoS 共識機制的，所以在以太坊中，就是把各個以太坊節點 所擁有的ETH 代幣的數量來衡量，這個節點的股份有多少，它的話事權有多少。假設一個以太坊網路，共有3個節點 ，A 和 B 和 C，其中 A 節點擁有10000 個 ETH 代幣，而 B 和 C 分別有 1000 和 2000 個，那麼在這個以太坊網路中，A 的區塊是最有可能被選中的，話事權是比較大的。

再例如，假設日後的某個非虛擬貨幣 的區塊鏈、公有鏈，一條實體業結合的鏈，例如汽車鏈 ，我們就可以把每一位車主所擁 有的車輛數目 和他的車價值多少錢 來分配股份 ，例如規定一條公式：車數*車價值 = 股份的多少 ，在PoS 中股份是一個概念，一個衡量話事權的概念。

PoS 的特點

上面的描述已經說明了PoS 共識演算法的概念。因為它是以擁有某樣東西的數量 來衡量 話事權的，這就意味著，只要我們的節點，擁有這類東西，例如 ETH 代幣，哪怕擁有的只有一個 ，都是有話事權的，即使很小，甚至都沒機會露面，但它還是有機會。

在PoS 中，塊是已經鑄造好的(這裡沒有“挖礦”的概念，所以我們不用這個詞來證明股份)，PoW 是有挖礦概念的。

這也就造成了它有下面的特點：

• 優點：

  • 縮短了共識達成的時間，鏈中共識塊的速度更快
  • 不再需要大量消耗能源挖礦
  • 作弊得不嘗失，因為如果一名持有 51% 以上股權的人作弊，相當於他坑了自己，因為他是擁有股權最多的人，作弊導致的結果往往是擁有著越多的損失越多

• 缺點：

  髒資料的區塊攻擊
  

編寫 PoS 程式碼

為了能讓更多人，以及非 go 開發者能看懂，下面將通過虛擬碼 來實現，完整的 go 程式碼請留郵箱。

首先我們使用一個候選區塊陣列來儲存，每一個節點 廣播過來的和自己當前節點生成的區塊物件：

candidateBlocks [ ]Blocks候選區塊陣列

複製程式碼

每個區塊結構體 裡面有一個變數 是用來記錄生成這個區塊的節點地址 的

type Block struct {
Timestampstring// 時間戳，代表該區塊的生成時間
Hashstring// 這個區塊的 hash 值
PrevHashstring// 這個區塊的 上一個 區塊的 hash 值
NodeAddress string// 生成這個區塊的 節點地址
Datastring// 區塊攜帶的資料
}
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然後有一個子執行緒 ，專門負責遍歷候選區塊陣列 ，來根據區塊 裡面的節點地址獲取 它的代幣數量，然後分配股權

stakeRecord []string// 陣列

for block ~ candidateBlocks {
coinNum = getCoinBalance(block.NodeAddress) // 獲取代幣數量
for i ~ coinNum {// 幣有多少，就迴圈新增多少次
if stakeRecord.contains(block.NodeAddress) {// 是否以及包含了
break // 包含的就不再重複新增
}
stakeRecord = append(block.NodeAddress) // 新增
}
}

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然後從stakeRecord 中選出 一個競選勝利者 。這個概率就和上面的coinNum 有關，越大就越有機會。

index = randInt()// 得出一個整形隨機數

winner = stakeRecord[index]// 取出勝利者節點的地址

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最後，我們就能取出這個winner 所生成的區塊來進行公鏈的接入，然後廣播出去

for block ~ candidateBlocks {
if block.NodeAddress == winner {
// 新增
}
}

// 廣播出去

...

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以上，就是一個很簡單的，PoS 演算法機制的程式碼實現，單純地根據持幣數量來做股權分配。而事實上 ，事情往往是比較複雜的，想想一下，如果我的股權的分配，不僅僅和代幣的數量有關係呢，對吧，這樣的話，就能衍生各種各樣的想法變種方式

例如以太坊加入了幣齡，在候選成功後，以太坊在這個步驟還會扣除幣齡。種種的這些，都是可以變的，我們要理解 PoS 的精髓，才能在開發自己的公有鏈的時候，隨心而行