深入理解比特币共识机制

很多人在看比特币的时候，都可能有这样的困惑：节点通过POW（工作量证明）只是把一些交易打在包里，形成了合法的区块。但是，新生成的区块还需要广播给网络中的其他节点。其他节点是否最终选择该区块作为下一个区块，还不一定（也就是说还没有形成共识）。那为啥POW被大家说成是共识机制呢？

就以比特币为例，详细整理一下区块形成的过程，大致有以下几个步骤：

1）节点从接收到的交易池中，挑选交易列表，生成区块结构。

2）节点使用POW算法，计算出区块中的nonce，满足难度。

3）广播计算好的区块

4）节点接收到别人的区块，增加到自己本地的区块链上。注意，节点在这一刻都认为自己是正确的区块链，但是很有可能和当前网络中的区块链状态不一致。节点和节点间会沟通同步，在一段时间后，会达到一个稳定状态。

比特币6个区块确认，就是一个时间过程。一般来说，6个区块时间，也就是1个小时的时间足够节点间确认当前区块的前面第6个区块（所有节点都能确认）。

可以看出，在上述步骤中，也只是步骤2使用POW算法，真正的共识的形成是在步骤4中，所有节点同步，出现分歧以节点多的一方为准。其实步骤4，就是拜占庭算法（所有人投票，以人数多的一方为准）。

既然是这样，比特币的共识算法就应该是拜占庭算法，为啥很多人说比特币的共识算法是POW呢？

原因很简单，要从整个共识机制的角度来看。拜占庭算法，也就是很多人投票的算法，在人数很多的情况下，很难在短时间内形成共识。那为了快速有效的形成共识，POW算法删选出少量节点，这些少量节点利用拜占庭算法，就能很快形成共识。比特币的设计中，POW的作用是非常大的，可能大家为了简单方便描述比特币的共识机制，约定俗成：比特币的共识机制是POW。

总结一下：比特币的共识机制：POW算法+BFT（拜占庭）算法。