PoH共识机制探索：如何契合去中心化的地理位置服务【上】

（桃花开满园，梵高）

区块链是分布式的网络，是共同的数据库，它需要就事情的真相达成共识，从而实现无须许可的参与，实现无须依赖第三方的信任。共识机制是区块链最重要的组成部分之一。要想理解区块链的共识机制，必须理解两个问题：一是，要达成共识的内容是什么？二是，用什么方式来达成共识？理解了这两个方面，基本上可以理解区块链共识的基础。

不过，区块链的共识机制不仅与技术相关，本质上它也是服务于项目经济体的。在未来区块链共识机制的选择方面，关于项目属性本身的考虑会越来越多。

PoW和PoS的本质

说到共识机制，大家最熟悉的莫过于PoW和PoS，一个是工作量证明，一个是权益证明。实质上，PoW和PoS并不是共识算法，而是在达成共识中的提议区块的机制，当前区块链的共识算法主要有中本聪共识算法和经典共识算法。中本聪共识采用最长链的规则，非常简洁：如看到提议的区块拥有最多的工作量证明，那就接受它，所以它也是一种概率性的规则，确认的区块深度越长，交易就越难被逆转。经典共识算法是PBFT类算法，当系统中的大多数参与者对提议区块投赞成票，系统中参与者将其接受为正确区块，且一旦投票通过，区块具有最终性，不存在回滚的可能。

从上可以看出，不管是中本聪共识还是经典共识，都需要有一个区块提议的机制，这是整个共识达成过程中最重要的部分之一，竞争区块的提议权，本质上也是记账权。而PoW和PoS机制在区块链中更广为人知，是因为它们是区块提议的机制，涉及到谁有权提议的问题，直接跟区块奖励相关。因此，不管是PoW还是PoS本质上都是为了获得区块提议的权利。但其获得区块提议的方式存在根本区别。

在比特币的PoW机制中，规则也非常简洁，为了获得区块提议的权利，谁率先计算出谜题的答案，谁就获得区块提议的权利。也就是说，它本质上比的是算力。这也导致它天然是抗女巫攻击的，要想从算力竞争中获胜，需要有更好算力效率的矿机，需要更便宜的电力。最终来说，比特币PoW的本质是将能源转化为价值的存储，它本质是一种工作量的证明，也是一种价值的转化和存储。

PoS的规则也很简单，它是基于人们在系统中质押的代币权益多少来选择区块的提议者。也就是说，谁质押的代币权益越多，谁跟系统的利害关系就越大，其损害系统的代价就越大，其做出诚实记账的可能性就越大，利于保证系统的安全。

海伯利安的PoH：适合于去中心化位置服务的共识机制探索

不管是PoW还是PoS都有其优点，也有其缺点。关于PoW和PoS孰优孰劣，加密社区的争议从来没有停止过。不过，从蓝狐笔记的角度，这取决于区块链项目本身。像加密货币本身，如比特币，它更适合于用PoW来保持其安全，它的价值源于算力和能源的转化，从而实现价值存储，这不仅让它具有安全属性，也具有内在价值。而像一些智能合约平台，它通过PoS实现了可扩展性和安全性，也算是一种探索。那么，有没有一种共识机制，根据自身需求，可以将两者结合起来？让我们来看一下海伯利安在共识机制上的探索。

1.什么是海伯利安的混合共识机制PoH

PoH源自于英文Proof of Hybrid的缩写。海伯利安的PoH共识机制是指它结合PoW工作量证明和PoS权益证明的优势，从而提出一套更适合于去中心化地理位置服务发展的混合证明的共识机制。

海伯利安PoH机制结合PoW和PoS的方式是采用错层融合的模式：海伯利安的去中心化的地图服务网络Map3中按照工作量证明的方式选择出候选的节点，确定“谁”有资格通过复抵押参与到其Atlas底层区块链的区块生产中。而PoS是权益证明，在经过PoW工作量证明之后，也就是通过初选的节点，有资格根据权益质押代币的多少来获得提议共识区块的权利。

要理解海伯利安的PoH共识机制，首先要理解其项目整体结构，理解项目自身的属性，这也是为什么它采用PoW和PoS错层融合的原因。如下图：

从上图可以看出，海伯利安项目的整体经济结构中，包括三个部分：

• 最底层是地图区块链Atlas，它负责整个位置服务体系中最重要的记账服务，由分布式的共识节点组成，负责记录在整个位置服务经济体中不同参与者的贡献，是整个地理位置服务系统实现价值流转的基础部分。这一层的主要贡献者是获得提议区块资格的共识节点，由这些共识节点负责出块。

• 第二层是去中心化地理位置服务网络Map3，它由很多分布式的地理位置服务节点组成，这些节点为客户端和企业提供全栈的地理位置的服务。这一层的主要贡献者是提供地理位置服务的所有节点，这些节点无须许可，任何人都可以加入，不过为了保证服务质量，也需要满足一定条件，在带宽、存储、算力等方面需要达到一定要求。在Map3网络中，它支持创建自定义的随机地图层，可满足自定义需求；支持实现跨平台地图技术堆栈的无缝转接；对地图数据进行加密等。

• 最上层是客户端层，在这一层，用户可以通过客户端获得分布式的地理位置服务，同时HYN持币用户也可以通过客户端将其代币抵押给节点，以获得收益。目前海伯利安推出了第一个客户端产品Titan手机应用，它为全球用户提供去中心化地图搜索导航、数字钱包、区块链地图App开发等功能。此外，基于Titan地图应用，还可以有其他应用的入口。Titan地图服务跟现有地图服务的不同在于其隐私保护特性，这跟Brave浏览器有类似之处。具体来说，它用公钥地址代替位置接收者身份，离线地图让用户数据保存在手机本地，通过密码学方式保证位置隐私分享。这一层的客户端用户，是服务的需求者和受益者，也因此需要付出，包括费用或其他形式的付出，以维持系统的运行。当然，企业用户也可以为其客户端用户付费，并在其他地方实现增值收费，从而实现更好的用户体验。

从上可以看出，在海伯利安的整体结构中，Map3由无须许可的节点组成，它支撑海伯利安的链下地理位置服务，也就是说，这些节点的主要贡献在于为用户提供地理位置服务。那么，如何来衡量这些节点的贡献。海伯利安采用了PoW的共识机制，也就是工作量证明的方式。在海伯利安的Map3网络中，所有的分布式节点通过PoW工作量证明，可以获得两个方面的收益：一是服务收益，二是参与竞选共识节点的资格，以获得出块奖励。

在Atlas区块链层，海伯利安采用的是PoS权益证明模式，经过Map3网络PoW的初选，有部分节点获得共识节点的资格，有机会根据其PoS权益质押情况最终获得提议区块的权利。

那么，为什么海伯利安要采用PoH的混合证明共识机制？为什么不直接采用PoW或PoS机制来构建其去中心化的位置服务网络？

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编译者/作者：蓝狐笔记

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