CAP定理·分布式系统的CAP理论把分布式系统中的三个特性进行了如下归纳：致性（Consistency）：在分布式系统中的所有数据备份，在同一一时刻是否同样的值（等同于所有节点访问同一份最新的数据副本）-可用性（Availability）：在数据库集群中一部分节点故障后，集群整体是否还能响应客户端的读写请求（对数据更新具备高可用性）-分区容错性（Partitiontolerance）：以实际效果而言，分区相当于对通信的时限要求。系统如果不能在时限内达成数据一致性，就意味着发生了分区的情况，必须就当前操作在C和A之间做出选择CAP理论表明：在分布式存储系统中，最多只能实现上面三个特性中的两点。由于当前的网络硬件肯定会出现延迟丢包等问题，所以分区容错性是我们必须需要实现的
• 分布式系统的CAP理论把分布式系统中的三个特性进行了如下归纳： - 一致性（Consistency）：在分布式系统中的所有数据备份，在同一 时刻是否同样的值（等同于所有节点访问同一份最新的数据副本） - 可用性（Availability）：在数据库集群中一部分节点故障后，集群整 体是否还能响应客户端的读写请求（对数据更新具备高可用性） - 分区容错性（Partition tolerance）：以实际效果而言，分区相当于 对通信的时限要求。系统如果不能在时限内达成数据一致性，就意味着发 生了分区的情况，必须就当前操作在C和A之间做出选择 • CAP理论表明：在分布式存储系统中，最多只能实现上面三个特性中的 两点。 • 由于当前的网络硬件肯定会出现延迟丢包等问题，所以分区容错性是我 们必须需要实现的 CAP定理
为“值”分布式系统的“值”---不确定性，可视为一致性的对立面·一般地，去中心化的大型分布式系统具有较大的“值'如何大幅降低去中心化的分布式系统的“摘值”--通过求解数学（或密码学）困难问题来随机选取leader候选人（由其来提出proposal）可以大大降低系统的“熵值--经济机制同样有可能作为减少滴值的工具，因为经济主体可以被激励引导一也就是说，被引导着更有可能做出特定的行为
• “熵值”- 不确定性，可视为一致性的对立面 • 一般地，去中心化的大型分布式系统具有较大的“熵值” • 如何大幅降低去中心化的分布式系统的“熵值”： - 通过求解数学（或密码学）困难问题来随机选取leader候 选人（由其来提出proposal）可以大大降低系统的“熵值” - 经济机制同样有可能作为减少熵值的工具，因为经济主体 可以被激励引导 — 也就是说，被引导着更有可能做出特定的 行为 分布式系统的“熵值
共识算法系统模型需考虑的因素一致性/弱一致性，或是说确定型一致性/概率型一致性·可用性（活性）异步网络/同步或弱同步网络·分区容忍（容故障）·拜占庭容错（容恶意行为）
• 一致性/弱一致性，或是说确定型一致性/概率型一致性 • 可用性（活性） • 异步网络/同步或弱同步网络 • 分区容忍（容故障） • 拜占庭容错（容恶意行为） 共识算法系统模型需考虑的因素
共识技术的发展与分类容故障但不容恶意节点容恶意节点容恶意节点（节点都是可信的）（无需节点可信假设）（无需节点可信假设）共识节点数受限共识节点数受限共识节点数不受限日不可动态加入退出日不可动态加入退出且可动态加入/退出异步网络性能效率高（高吞吐量）性能效率高（高吞叶量弱同步网络弱一致性异步网络或弱同步网络确定型一致性资源消耗型强一致性或确定型一致性性能效率低下收敛速度快Paxos,Raft等PBFT收敛速度慢（交易确认速度慢Pow一分片+PBFT或见证人+PBFT异步网络进一步提升性能效率强一致性非资源消耗型其他同PBFTCorda（采用VRF等来进行leaderelection其他同PoWHoneybadgerBFTHashgraphPoS,Poc
• 容故障但不容恶意节点 （节点都是可信的） • 共识节点数受限 • 且不可动态加入退出 • 性能效率高（高吞吐量） • 异步网络或弱同步网络 • 强一致性或确定型一致性 Paxos, Raft等 • 容恶意节点 （无需节点可信假设） • 共识节点数受限 • 且不可动态加入退出 • 性能效率高（高吞吐量） • 弱同步网络 • 确定型一致性 • 收敛速度快 PBFT • 容恶意节点 （无需节点可信假设） • 共识节点数不受限 • 且可动态加入/退出 • 异步网络 • 弱一致性 • 资源消耗型 • 性能效率低下 • 收敛速度慢(交易确认速度慢) PoW • 异步网络 • 强一致性 • 其他同PBFT Honeybadger BFT, Hashgraph • 非资源消耗型 (采用VRF等来进行leader election) • 其他同PoW PoS, PoC 分片 + PBFT或见证人+ PBFT， 进一步提升性能效率 Corda 共识技术的发展与分类
共识技术的发展与分类弱一致性共识机制与强一致性共识机制的结合，用以改善收敛速度慢的问题，如：PoW+PBFTPoW与PoS的结合，用以增强共识协议的安全性（抗51%算力攻击、抗自私挖矿攻击）容恶意节点（无需节点可信假设）共识节点数不受限PoW+PBFT+分片机制，用以提升性能效率且可动态加入/退出解耦PoW共识中的Leaderelection和Transactionserialization异步网络加快Transactionserialization处理，提升性能效率，如Bitcoin-NG弱一致性DPOS+PBFT：社群投票（社区治理）+PBFT，大大提升性能效资源消耗型/非资源消耗型性能效率低下收敛速度慢（交易确认速度慢PoW,PoS,Poc单一链结构之inclusiveblockchain结构，增强公平性的同时提升些许吞叶量，如：GOHST协议单一链结构→DAG结构，将交易处理方式由顺序化处理转变为可并行化处理，极大提升性能效率，如：TANGLE，Byteball的共识机制等PoW/PoS+DAG：继承PoW/PoS安全性的同时，兼有交易并行处特性
• 容恶意节点 （无需节点可信假设） • 共识节点数不受限 • 且可动态加入/退出 • 异步网络 • 弱一致性 • 资源消耗型/非资源消耗型 • 性能效率低下 • 收敛速度慢(交易确认速度慢) PoW, PoS, PoC • 弱一致性共识机制与强一致性共识机制的结合，用以改善收 敛速度慢的问题，如：PoW+PBFT • PoW与PoS的结合，用以增强共识协议的安全性（抗51%算力 攻击、抗自私挖矿攻击） • PoW + PBFT + 分片机制，用以提升性能效率 • 解耦PoW共识中的Leader election和Transaction serialization， 加快Transaction serialization处理，提升性能效率，如Bitcoin-NG • DPoS + PBFT：社群投票（社区治理）+ PBFT，大大提升性能效率 • 单一链结构 → inclusive blockchain结构，增强公平性的同时提升了 些许吞吐量，如：GOHST协议 • 单一链结构 → DAG结构，将交易处理方式由顺序化处理转变为可 并行化处理，极大提升性能效率，如：TANGLE, Byteball的共识机制等 • PoW/PoS + DAG：继承PoW/PoS安全性的同时，兼有交易并行处理 特性 共识技术的发展与分类