从PoW到PoS共识机制的发展，其中面临着一个共同的问题「由谁产生区块」，如何安全高效地维护网络的运行，我们将利用两篇章节详细分析其中面临的难题，以及目前业界已有的解决方案和PlatON的解决方案。区块链技术因其具有去中心化、不可篡改、可验证和可追溯性等特性，受到各国政府、金融机构和社会组织等高度重视。而作为区块链中的核心，「共识机制」决定了区块链的安全性、去中心化和可扩展性等重要性质，因此显得尤为重要。最初比特币所提出的PoW共识机制，通过算力不断计算一个难题的解来获得记账权，造成资源浪费和低效率，另外各大矿池的算力垄断也导致其逐渐失去去中心化特性。随后StakingEconomyPoS共识机制被提出，其让获得记账权和拥有的权益相关，权益的占比和获得记账权的概率成正比。在该机制中，通过权益选择生产者节点和验证节点，由生产者节点提议区块，一组验证节点来对区块进行共识，以解决PoW机制中资源浪费，低效率等问题。随机数方案
波卡最快将于本周三或周四进入主网下一阶段NPoS:波卡 Polkadot创始人Gavin Wood在社群表示，最快将会在本周三或周四进入波卡主网的下一个阶段“NPoS”。据波卡官方的主网上线路线图表示，当第一个阶段 PoA 运行流畅且有足够的节点参与后，将会考虑进入下一个阶段NPoS（提名权益证明）。
在NPoS阶段中，该网络将会由一组去中心化的验证节点运行，Web3基金会将会使用管理员权限增加这组验证节点的数量。在经历了第三阶段（Governance）、第四阶段（Remove Sudo）之后，第五阶段将会打开转账功能。[2020/6/8]
本质上PoW和PoS都是在解决谁出块，如何安全高效地对区块达成共识，以维护一个分布式账本。为了更好地实现去中心化和安全性，所选取出来的节点需要保证随机。所以如何获得一个大家都认同的、安全的、一致的随机数成为关键问题。如果直接用区块内的数据来产生随机数，那么出块节点就可以通过调整区块内的数据来控制随机数的生成，优先获得记账权，从而达到操控链的目的。这将带来安全性问题，因此基于密码学的各大方案诞生了。VRF
声音 | PoS共识机制发明人：比特币不会一直占据主导地位 山寨币尚有希望:PoS共识机制发明人Sunny King在新加坡“The Capital”大会上表示：“长远来看，比特币可能无法一直占据主导地位。对于其他成千上万甚至更多的加密货币而言仍有希望。事实上，我们需要的不仅仅是货币，而是一个完整的经济体，以为各种区块链提供足够的空间。对于一个健康繁荣的经济体来说，基础货币（这里指BTC）至关重要，但它只是其中的一小部分。”King还指出，比特币存在一些“设计上的风险因素”，需要在未来几十年内加以解决，尤其是当区块奖励机制将比特币的年发行量压低至近0%的时候：“我们需要关注比特币是否能够通过收取交易费用来维持一个足够的挖矿市场。但即使它做到了这一点，仍有人担心51%攻击可能最终会影响比特币。”（EWN）[2019/11/14]
目前有不少团队使用VRF来生成随机数对选择区块生产者和验证者进行选择，每个节点私下利用随机数和权益秘密抽签，计算是否达到某个阈值，然后再将节点身份和区块同时公布，这样节点就能避免受到攻击被阻止出块，因此具有较高级别的安全性。整体方案具备后验性，但由于其秘密抽签的性质和每轮投票都更换验证人，因此需要多级步骤来对区块达成共识。BLS门限签名
声音 | Lane Rettig：使用PoS机制现在仍有部分担忧:1月12日，在“以太坊的窘境与君士坦丁堡保卫战”为主题的金色直播间内，针对Primitive Ventures创始合伙人Dovey Wan“以太坊内部使用PoS机制发展的治理模型偏好是怎样？”的提问，以太坊核心技术成员、Ewasm团队创始成员Lane Rettig表示，使用PoS机制目前仍有部分担忧，这是一项新技术，还没有得到广泛的测试。部署“宁静”将会分阶段性地一步一步来。更重要的是，其在一段时间内都不会触及到以太坊的主网，两者将会并行进行，所以就算新的PoS链出现了问题，其并不会对以太坊“遗留”下来的主网产生任何影响。[2019/1/13]
还有利用基于BLS门限签名生成随机数，通过随机数选择区块的生产者和验证组完成共识，使用阈值机制创造随机性解决了关键的「最后一个参与者」问题，即该协议中的最后一个参与者知道下一个随机值并可决定中止协议。但由于其各组成员事先确定，不具后验证性，缺乏一定的安全性，并且组内人员数量较大，需要保证大部分节点在线，通讯量巨大效率低下。PVSS
验证人的选取是根据权益占比和概率选择区块生产者，而随机数是利用PVSS，多方协作生成，保证生成的结果既不可预测又不被Abort，并且通过FTS算法依据权益选取节点，整个选取过程随机并且去中心化，是第一个被工业界采用的学术界提出来的可证明是安全和健壮的PoS算法。VDF
由斯坦福大学密码学教授DanBoneh等人在其论文Veri?ableDelayFunction中提出，VDF是一个数学函数能保证结果的唯一性和过程的串行性，该函数接受一些输入参数并且保证计算需要至少一定时间后才能得到结果，验证者可以根据输入参数快速验证结果的正确性。由于VDF的特性可将其应用以增强安全性，例如在多方交互生成数据时或从某个来源获取数据时，不直接将结果应用而是将结果输入到VDF中，避免预知和操纵结果。总结
各类实现方案各有千秋，各自从不同角度、不同目标做出不同的解决方案，但最终无论各类随机选取方案如何实现，它们都应该以保证去中心化、安全性和高性能为最终目标。在下一篇文章中我们将介绍PlatON中验证人选举的随机方案，敬请期待！
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