共识算法，如PoW、PBFT、PoS、DPos、Raft？

共识算法在区块链等分布式系统中起着至关重要的作用。目前常见的共识算法有 PoW（工作量证明）、PBFT（实用拜占庭容错算法）、PoS（权益证明）、DPoS（委托权益证明）和 Raft 等。

PoW 最早由 Cynthia Dwork 和 Moni Naor 于 1993 年提出，并由 Satoshi Nakamoto 在比特币白皮书中应用到区块链技术中。在 PoW 算法中，矿工通过解决复杂的数学问题来证明自己进行了计算工作，只有找到符合条件的哈希值，才能将新区块添加到区块链中，并获得相应奖励。例如在比特币网络中，目标难度大约每两周调整一次，以确保平均每 10 分钟生成一个区块。PoW 具有安全性高、去中心化等优点，但也存在高能耗等缺点。

PBFT 算法将拜占庭容错算法复杂度从指数级降低到了多项式级，可以在恶意节点不高于总数 1/3 的情况下同时保证安全性和活性。在 PBFT 中，共识的对象是每一个交易，交易共识的过程是并行的。其算法流程包括客户端发送请求给主节点，主节点广播请求给其它节点，节点执行三阶段共识流程，最后客户端收到来自 f+1 个节点的相同消息后，代表共识已经正确完成。

PoS 类似现实生活中的股东机制，拥有股份越多的人越容易获取记账权。例如在股权证明模式下，有币龄的概念，每个币每天产生 1 币龄，持币越多、时间越长，获得记账权的概率越大。PoS 试图解决 PoW 中资源浪费的缺点，但也存在开发者作恶、信用度低等问题。

DPoS 类似于股份制公司，各个节点投票选举出可信度比较高的节点作为决策者。它能大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可达到秒级的共识验证，但整个共识机制还是依赖于代币。

Raft 协议包括领导者选举和日志复制等过程。如果遇到网络分区，Raft 算法能恢复网络一致。它在分布式系统中确保各节点达成一致状态共识，相比传统的分布式系统，区块链作为去中心化分布式系统，没有中心服务器，需要新的共识算法来维护系统一致性。

PoW 的工作原理

PoW（工作量证明）是一种共识机制，常用于区块链中。其工作原理是要求矿工解决复杂的数学难题，称为哈希函数。第一个成功解决难题的矿工可以将交易打包成一个区块，并将其添加到区块链中。作为奖励，该矿工将获得一定数量的加密货币。
在网络世界里，这里的“劳动”就是为网络提供计算服务（算力×时长），这个过程就是“挖矿”。就像按劳取酬一样，付出的劳动越多，获得的报酬就越多。如果是真的矿藏，在均匀分布的前提下，人们“挖矿”所得的“报酬”与各自提供的算力成正比，即能力越强、付出越多，获得就越多。
PoW 的本质是一个 CPU 一票，采用公有链证明，即最长的链包含最大的工作量。基于大多数的 CPU 为诚实的节点所控制的假设，诚实的链增长速度会是最快的。这种机制有效地防止了“巫女攻击”的黑客攻击。工作量证明的难度采用移动平均目标的方法来确定，令难度达到使得运算的时间趋于一个恒定值，也就是难度与解决的速度成反比。
PoW 的技术原理是散列函数，在进行散列值运算时，散列函数对于任意一个输入的值 n，都会得到一个相应的 h(n)结果，但是当 n 发生一个小小的变动