区块链共识算法之BFT（4）

(1)PBFT

最常用的BFT共识机制是实用拜占庭容错算法PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)。该算法是Miguel Castro和Barbara Liskov在1999年提出来的，解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题，将算法复杂度由节点数的指数级降低到节点数的平方级，使得拜占庭容错算法在实际系统应用中变得可行。

PBFT是针对状态机副本复制为主的分布式系统执行环境开发的算法，旨在让系统中大部分的诚实节点来覆盖恶意节点或无效节点的行为。PBFT算法的节点数量是固定的，节点身份提前确定，无法动态添加或删除，只能适用于节点数目固定的联盟链或私有链场景中。

PBFT算法存在的问题:

◼ 计算效率依赖于参与协议的节点数量，不适用于节点数量过大的区块链

系统，扩展性差。
◼ 系统节点是固定的，无法应对公有链的开放环境，只适用于联盟链或私
有链环境。
◼ PBFT算法要求总节点数n>=3f+1(其中，f代表作恶节点数)。系统的失效节点数量不得超过全网节点的1/3，容错率相对较低。

(2)DBFT

考虑到BFT算法存在的扩容性问题，NEO采用了一种代理拜占庭容错算法— —DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerant)。它与EOS的DPOS共识机制一样，由权益持有者投票选举产生代理记账人，由代理人验证和生成区块，以此大幅度降低共识过程中的节点数量，解决了BFT算法固有的扩容性问题。

为了便于在区块链开放系统中应用，NEO的DBFT将PBFT中的将C/S(客户机/服务器)架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式，并将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点，使其适用于区块链的开放节点环境。

DBFT的算法中，参与记账的是超级节点，普通节点可以看到共识过程，并同步账本信息，但不参与记账。总共 n 个超级节点分为一个议长和 n-1 个议员，议长会轮流当选。每次记账时，先有议长发起区块提案(拟记账的区块内容)，一旦有至少(2n+1)/3 个记账节点(议长加议员)同意了这个提案，那么这个提案就成为最终发布的区块，并且该区块是不可逆的，所有里面的交易都是百分之百确认的，区块不会分叉。

NEO 的 DBFT 共识机制下只设置了 7 个超级节点，以一种弱中心化的模式实现较高的共识效率。目前，这些代理节点是静态选出的，并完全由项目方部署， NEO 由此被外界质疑为过于中心化。

DBFT 的优点一方面是效率高，NEO 每 15~20 秒生成一个区块，交易吞吐量可达到约 1000TPS，通过适当优化，性能可达 10000TPS;另一方面是其良好的最终性，区块不会分叉，以此来验证参与者的身份，保护网络安全，使区块链能够适用于对交易确认实时性要求高的真实金融场景。

DBFT 的缺点也不容忽视，一方面体现在较低的容错率，当有 1/3 或以上超级节点为恶意节点或宕机后，系统将无法提供服务;另一方面体现在超级节点数量过少，中心化程度高。

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