我們在DARMA Cash匿名公鏈技術（四）一文中透過對門羅匿名技術的分析以及DMCH在密碼學和匿名領域所作的工作闡述了DMCH專案匿名技術的底蘊。在這篇文章中我們重點闡述DMCH專案的共識機制，共識機制作為區塊鏈技術的核心之一決定了區塊鏈的安全性、可擴充套件性和去中心化程度等許多重要特性。DMCH專案在鏈高度120320正式從PoW切換為PoW+PPoS，根據官方公告，後期將切換為純PPoS。不難發現DMCH共識機制的三大階段（即PoW->PoW+PPoS->PPoS）與以太坊的三大階段完全一致，那麼這其中的原由是什麼？透過這篇文章的分析，我們希望向社羣成員解讀DMCH共識機制背後的經濟模型以及其預期達到的去中心化目標。本文最後將給出總結，時間緊的社羣成員可以直接看結論。老祖先簡單像社羣成員介紹下共識機制的基本情況，然後迅速切入講解DMCH精妙的經濟模型設定是如何影響其共識向綠色、去中心化發展的。（一）共識機制概述共識機制可以分為經典分散式共識機制和區塊鏈共識機制。共識機制的研究從1975年計算機領域提出的“兩軍問題”開始。國外學者提出了研究在可能存在故障節點或惡意攻擊的情況下，非故障節點如何對特定資料達成一致的“拜占庭將軍問題”，該問題是共識機制研究的基礎。2008年，中本聰提出比特幣，共識機制進入區塊鏈共識時代。目前區塊鏈共識可以分為兩大類，一類是授權共識機制，需要完成身份認證後才能參與後續共識機制；另一類是以比特幣為代表的非授權共識機制，即節點隨時加入和退出，節點數量動態變化且不可預知，並透過特定演算法完成出塊者選舉、區塊生成和節點驗證更新區塊鏈等過程。以下是各類共識機制的分類：授權共識機制是節點經過身份認證後, 透過分散式一致性演算法完成區塊的生成和維護。典型方案包括Hyperledger、DFINITY、PaLa等;基於工作量證明的共識機制, 節點利用自身算力透過尋找雜湊函式原像完成出塊者選舉。典型方案包括比特幣、以太坊、GHOST 等。可能面臨的安全問題包括日蝕攻擊、雙花攻擊和自私挖礦等;基於權益證明的共識機制, 在所有合法持幣者中隨機選取節點作為出塊者。典型方案包括 PPCoin、Casper FFG、 DPoS等。可能面臨的安全問題包括無利害關係問題、打磨攻擊、長程攻擊和權益竊取攻擊等;採用單一委員會的混合共識機制主要利用 PoW 或 PoS 選出部分節點作為共識委員會, 在委員會內部執行類似於 PBFT 的分散式一致性演算法完成區塊的生成。典型方案包括 PeerCensus、ByzCoin、Solida、hybrid consensus、Algorand等。可能面臨的安全問題主要是惡意節點干擾委員會選舉和重配置過程;採用多委員會的混合共識將網路劃分為多個片區, 每個片區執行並行的委員會對交易分別處理。典型方案包括 ELASTICO、Omniledger、RapidChain等。可能面臨的安全問題主要是跨片交易的高效處理和敵手對重配置過程的偏置。（二）DMCH共識機制三階段我們知道區塊鏈目前最成功的共識機制還是PoW，也就是挖礦。以比特幣為首的市值前10的公鏈，基本上使用的都是PoW共識機制。出現這種現象的情況一是共識的形成需要時間，當所有人都認為PoW是可靠的共識機制後，即使有更好的共識機制出現，也需要很長一段時間完成變更，老祖認為比較典型的類比是清朝留辮子到剪辮子的共識形成。二是PoW確實透過了加密方法和經濟激勵方法有效解決了拜占庭將軍問題，也正因為如此，PoW公平、公正、去中心化的概念深入人心。隨著比特幣誕生至今10年過去了，我們不得不承認比特幣的PoW機制在十年後的今天，或多或少出現了一些衍生問題，實際上關於共識機制的研究一直沒有停下腳步，我們可以隨處看到各種共識機制，比如“X”Proof of “Y”,這個X和Y真的是五花八門，有的甚至滑稽。DMCH的共識機制主要經歷三個階段PoW,PoW+PPoS,PPoS,其演化思路與以太坊保持一致，本質上是基於PoW的改進以解決PoW運轉十年來出現的問題。這個戰略非常正確，目前的公鏈專案在技術上進行顛覆式創新是不切實際的，因此在已有的基礎上進行改進是做好產品正確的姿勢。區塊鏈共識主要透過安全性、交易吞吐量、可擴充套件性、交易確認時間、去中心化、資源佔用六個方面來評價。由於DMCH是基於門羅專案的，因此其安全性、交易吞吐量、可擴充套件性、交易確認時間均繼承了門羅的能力，此外在DARMA Cash匿名公鏈技術（三）、（四）的介紹中，我們知道DMCH透過BLOCK-DAG技術、引入最新加密技術等方法進一步提升了安全性（最新匿名技術、抗51%雙花攻擊）、吞吐量（TPS提升至70）、交易確認時間（2分鐘）。（三）DMCH共識機制PoW階段使代幣具有價值基礎老祖覺得有必要在這裡把PoW與代幣合法合規的問題進行闡述。PoW的經濟激勵是區塊鏈的代幣，經濟學上價格是反應供需關係的，那麼這個代幣的價值應該是多少呢？這其實是一個值得深思的問題，老祖認為在公鏈專案的生態應用形成前，代幣的基礎價格應該根據PoW的代價來決定，PoW共識機制需要有計算硬體和電力的投入，因此可以粗略的用獲得一個代幣花了“多少電”來獲得代幣成本的基準線。舉比特幣的例子，如果全球挖一個比特幣耗費的硬體和電力成本總計是8000美金的，我們不難得出礦工挖出一個比特幣的付出的代價就是8000美金左右，這個成本也可以理解為比特幣去中心化記賬的成本。因此老祖認同一個觀點，只要是透過PoW獲得的代幣，其本身是具有價值的，當然這個觀點不一定正確，在德國、日本等一些承認加密幣價值的國家和在禁止加密幣的國家可能看法完全不一致。最近的民法典中對個人虛擬資產是進行保護的，那麼數字貨幣的價值是否受到國內法律的保護我們還需要時間來驗證。行業的發展需要時間，但是老祖認為，一個公鏈的代幣如果是其技術支持者透過付出了硬體和電力的成本獲得的，那麼他本身因該是有一個成本價的，這與很多不法分子透過程式零成本建立虛假代幣是有區別的。DMCH專案PoW階段與比特幣PoW並無差別，如果說比特幣逐漸被大眾接受和認可，那麼DMCH也將具備同樣的地位。（四）DMCH共識機制PoW+PPoS階段的創新我們知道PoW共識機制發展至今在資源佔用和去中心化這兩個問題上存在一些缺陷，在這裡我們以比特幣為基準進行分析。比特幣PoW共識機制的缺陷資源浪費嚴重。目前比特幣挖礦需要投入專業的挖礦裝置（ASIC）以及消耗大量的電力，全球比特幣一年挖礦消耗的電量相當於一箇中小型國家全年的耗電量，且消耗這些電能的專業裝置僅僅在做簡單的記賬工作。用一個國家的全年用電量和相應的算力去產出價格浮動劇烈的比特幣，無論從什麼角度來說都是一種巨大的資源浪費。逐漸中心化。中本聰在創立比特幣的時候說過一句話“one cpu one vote”，意思就是一人一票，然而這個美好的願望隨著人們的逐利驅動已經漸行漸遠。透過下圖，我們可以觀察到比特幣全球算力已經出現幾個大礦池逐漸壟斷的情況，這種中心化趨勢一定會越來越嚴重。
PoW+PPoS更綠色環保更去中心化
DMCH的PoW+PPoS是指礦工挖出的塊需要經過PoS節點簽名驗證後才被認為是有效的塊，這個塊的DMCH獎勵5%給PoW礦工，95%給PoS節點和代幣持幣人。其中PPoS這個名詞是DMCH專案的創新點，意思是分散式PoS節點，簡單來說就是不同於EOS超級節點導致中心化投票的弊端，DMCH每一個節點都是平等的，在機制上更加去中心化。
綠色環保。當一個塊的DMCH獎勵只有5%分給礦工的時候，這就意味著激勵機制不鼓勵PoW挖礦，這將大大減少比特幣的趨利機制所導致的大規模計算資源和電力的投入，並進一步轉化為鼓勵支持者持幣質押生息，與DMCH專案共同成長，這在本質上減少了計算和電能的浪費，是真正意義上的綠色環保機制。
去中心化。不難理解，當一個塊95%的獎勵給與PPoS節點和持幣質押使用者的時候，人麼一定會因為這個激勵機制改變他們的行為。我們這裡做個類比，比特幣的PoW激勵機制形成的局面是“礦池+礦機”的生態，而DMCH的PoW+PPos激勵機制形成的局面是“PPoS節點+持幣質押”的生態，事實上礦池轉變成了PPoS節點，而礦機轉變成了持幣質押。這種形態上一致的生態能否解決去中心化問題呢？答案是大概率形成去中心化。首先是易用性，PoW礦池和礦機需要一定的IT技術能力才能正常運轉，但是PPoS節點卻只要下載軟體就能執行，其操作複雜度就好比解大學高等數學題和解小學初等代數題。其次是PPoS節點建設激勵制度，所有的PPoS節點除了在出塊的時候抽取費用（類似於礦池手續費），還有集體權重獎勵，也就是說PPoS節點運營者除了手續費的收益還有維護節點的獎勵，這就意味著會有很多人願意去架設節點，而架設節點就是完成去中心化的過程。最後，DMCH專案還能根據去中心化的程度對激勵制度進行調整，其目的是進一步快速推進去中心化網路的建設，這樣的激勵設定在邏輯上確實非常精妙。
DMCH PPoS分散性背後的真正技術
為了更好的說明DMCH PoW+PPoS共識機制實現去中心化背後的邏輯關係，我們透過下表做進一步的說明：
馬斯克的星鏈計劃與DMCH PPoS的小世界網路
在這裡不得不把馬斯克的星鏈計劃和DMCH的PPoS小世界網路做個對比。馬斯克的星鏈計劃是向太空傳送1.2萬顆衛星組成星鏈網路，如果這個專案可以完成，則可在全球提供可與光纖網路相媲美的寬頻速度，也就是說，再也不會出現沒網和網速慢的情況了。而DMCH的PPoS節點依靠其經濟激勵機制也極有可能形成全球分散式網路（見下圖），當DMCH的PPoS節點足夠多的時候，一個去中心化的分散式小世界網路就形成了，這將實現意兩個客戶端之間的最短路徑都只有2-3跳，為DMCH的去中心化應用生態提供最完善的區塊鏈基礎設施。
（五）總結
本文透過DMCH在共識機制所做的工作進行了分析，主要觀點如下：
DMCH的共識機制在PoW階段，透過“算力裝置”+“電力”投入使得代幣有了基礎成本，為代幣的價值提供了依據。
DMCH的共識機制是比特幣PoW共識機制的改進，把比特幣“礦池+礦機”的生態對映為“PPoS節點+持幣質押”，改善了比特幣PoW出現的中心化、資源佔用的缺點。
DMCH的共識機制之所以可以切換成5%PoW+95%PPoS,是因為DMCH的BLOCK-DAG技術，DMCH網路只有當惡意算力達到95.8%的時候才可以進行算力攻擊，因此才能實現5%PoW的調整。
DMCH PoW+PPoS機制的經濟模型設計，透過鼓勵社羣建立PPoS節點，在解決去中心化的同時，能夠進一步快速形成去中心化分散式區塊鏈小世界網路，使得客戶端之間的最短路徑都只有2-3跳，為DMCH的去中心化應用生態提供最完善的區塊鏈基礎設施。
