SPoS共识机制简介：SunnyKing从去中心化到多中心思维改变

Vsystems的白皮书有两份，一份是vsystems的系统白皮，另一份是SPoS共识机制白皮书，可见在SunnyKing的团队里，SPoS共识机制的定位是相当重的。

第1章 什么是共识机制

区块链系统是一个分布式计算系统，即由许多节点(电脑)共同维护一个账本。区块链维护账本包括谁来更新新账本页，和在所有节点中同步账本。

共识机制就是在区块链系统内，让所有节点达到一个——由哪个节点来更新新账本页，并且其他节点会将自己的账本同步到该最新的账本页——的共同的决策方法论。

更专业的术语是，共识机制是决定哪个节点能出块的算法。

第2章 去中心化共识机制

比特币的共识机制是工作量证明PoW，点点币的共识机制是权益证明PoS。PoW和PoS都是去中心化的共识机制。

PoW和PoS都没有规定一共有多少节点可以出块，理论上出块节点可以是无限个。

PoW机制是系统发一个“目标值”，这是一个数字，比如前面19个零的数字，只要你的节点能够提供一个通过特定算法计算出来的前面有20个零的数字，你就可以获得出块的权力。

PoW机制下是要消耗能源来完成计算，我认为这是合理的。不过整个加密数字货币社区有很大的声音认为PoW不对，浪费能源。PoS的诞生就是基于反对PoW消耗能源。

PoS是所有节点出一个叫“币龄”的值，“币龄=币数x持币不动的时间”，比大小，谁的币龄大，谁就获得出块的权力。

PoW和PoS这种模式是可以实现去中心化，任何人，都可以买矿机或买币，加入出块的博弈。

PoW的出块原理决定了竞争出块是需要消耗真实的能源的，在同一高度上，哪怕你是没有竞争到出块权，你也是真实消耗了计算能力。在每一个高度上诞生出新块后，之前所有的计算全都报废，大家又同时站在同一起跑线重新计算。

PoS出块是要真实消耗币龄的，一个PoS节点一旦获得了出块权，那它的币龄就归零了，要重新积累参与博弈。但只要你不出块，你的币龄就不会因为别人出块了而消耗。这和PoW是不一样的，PoW是别人出块了，你的计算就得清零。

目前纯PoS共识机制好像流行，点点币已经被边缘化了。ADA币看起来是最成熟的PoS。ADA币的PoS模块被Fork的最多。

PoW和PoS的出块还有一个大特点，就是出块在时间分布上是随机的，只能在统计意义上获得一个平均的出块时间。比如比特币的出块时间平均是10分钟，但具体的两个块时间间隔可能是几秒钟，也可能是1个小时以上。

第3章 多中心共识机制——SPoS

中本聪通过比特币发明了PoW机制。SunnyKing通过发明点点币发明了PoS机制。PoW工作的非常好，但PoS并没有大量流行。SunnyKing曾经发表过一篇文章描述他的认知升级，他认为真实的世界是多中心的。整个人类就是一个多中心的世界，一个国家就是一个中心。多中心形成庞大的系统。

SunnyKing思考去中心化在性能上遇到了瓶颈，大量的真实世界并不是去中心化的，自然的演化形成多中心的系统。而比特币挖矿矿池的诞生，大矿场的诞生，也证明了多中心是一个复杂系统演化的方向。

所以，SunnyKing在他的新区块链系统中采用了多中心的架构——SPoS。

在SPoS机制下，出块节点的数量是有限的，目前vsys一共15个出块节点，叫超级节点。超级节点分成两类，一类是“候任节点”，一类是“在任节点”。在任节点是可以出块的节点。要成为出块节点，需要先完成“挑战”。

“挑战”的过程就是将“在任节点”选下去，自己成为“在任节点”。“挑战”是使用“加权平均币龄”这个参数来完成。

vsys币同样是有币龄的属性，这和比特币、点点币是完全一样的。“币龄=余额x持币天数”，以“币天”为单位。只要持币不动就可以累计币龄，币只要转移其币龄就会被销毁。

但是币龄在比特币这种UTXO模型下是非常方便计算的，因为UTXO和钱包里的余额是不同的概念，钱包余额是UTXO的总和。币龄只需要计算UTXO剩余持币天数，钱包里的余额的总币龄就是所有UTXO币龄的累加。但在账户制下，比如以太坊，计算币龄就非常复杂了，因为一个账户有多笔金额转入时，余额会变成一个数值，无法像UTXO那样非常方便地区分输入。

在vsys币里，为了实现币龄更方便地计算，使用了“已确认余额”的属性来计算币龄，具体的计算公式很复杂，我们不用管，你可以简化成是将区块确认数和账户余额相乘。在SPoS的白皮书里，还描述了更多的计算细节，以在工程上实现“节点”的“挑战”与“被挑战”。包括一些攻击解决办法。数学上的证明，我们就不用管了，我们只需要理会里面的精神就好了。