区块链/等级 III · 网络/3.3 共识与治理/课程 1
中本聪共识：工作量最大的链
凭分量而非呼声胜出的链
材料比特币白皮书，第11节（“计算”）计算器或电子表格
好奇
- 在没有领导者或投票机制的情况下，成千上万的陌生人如何能就同一段历史达成一致？
- 为什么多添加一个区块，就会让一笔旧交易更难被撤销？
- 当两条链同时存在十分钟时，会发生什么？
探索
- 比特币中的共识并非选举。它没有固定的成员，没有领导者，也没有正式的投票。每个全节点都会根据一套完整的规则独立验证交易。当矿工将这些有效交易打包进区块时，他们会进行工作量证明：解决一道计算成本高昂的难题，以此充当时间戳。这些工作量将区块锚定在链上，使其成为一段篡改代价高昂的全球历史的一部分。
- 当出现两条相互竞争的链时，每个节点都遵循一条简单规则：采用累积工作量证明最多的链。一旦某个分支在累积工作量上领先，另一个分支就会被放弃，其中的交易会回到内存池，除非获胜分支已经包含了这些交易。这一机制可以化解女巫攻击（Sybil attack）：如果持有者缺乏相应比例的算力，创建数千个虚假身份也毫无用处。决定哪一段有效历史胜出的，是以工作量证明衡量的权重，而非身份。
- 共识是概率性的，而非绝对的。每在一笔交易之上新增一个区块，这笔交易就更加安全，因为攻击者若要超越诚实链，就必须重新完成该区块及其后每一个区块的工作量。白皮书第11节计算了这一风险：如果攻击者掌握的算力占比为q，那么随着落后区块数z的增加，其最终追上的概率会呈指数级下降。
- 对于只掌握全网算力10%的攻击者（q = 0.1）而言，逆转一笔已获得五次确认的交易的概率低于0.1%。这种数学上的衰减为商家和交易所提供了安全模型。短暂的链重组——即放弃少数区块、转而采用另一条有效链——属于正常运行的一部分，并不意味着系统故障，而是工作量证明所固有的动态竞争。
- 第6节指出，激励机制使理性参与者与网络的稳定保持一致。掌握大量算力的矿工，遵守规则的收益高于攻击系统的收益，因为他们所持币的价值取决于网络的可信度。破坏这种信任，就会让他们自己持有的资产贬值。这种经济上的绑定确保了大型参与者有切身利益去维护共识，而不是破坏它。
- 复现白皮书中的计算。第11节给出了一段简短的C程序和一张表格：对于q = 0.1的攻击者，从落后五个区块的位置追上的概率约为0.0009，低于0.1%。当q = 0.3时，同样的五个区块仍留下约18%的概率，需要深得多的确认才能将风险压到0.1%以下。安全性取决于攻击者能够调集多少算力，而非固定的区块数量。
关键事实
- 中本聪共识遵循累积工作量证明最多的有效链。
- 没有固定的成员或领导者；任何人都可以随时进行挖矿，也可以随时离开。
- 对于拥有10%算力的攻击者而言，从落后5个区块的位置追上的概率低于0.1%。
- 在工作量证明网络中，短暂的重组属于正常的运行事件。
- 矿工有遵守规则的经济动机，因为他们所持币的价值取决于网络的信任度。
- 白皮书的第11节定义了用于确定交易最终状态的概率安全模型。
练习 九、六、三、一
9收集列出9种需要多方达成共识的历史或技术系统，并说明它们是依靠中央权威、投票机制还是计算权重来解决争议的。
6归类根据防止作弊的方式，将这9种系统分为6类：可信第三方、法律强制、信誉评分、基于质押的惩罚、多数投票或计算成本。
3提炼将这6组机制简化为3种核心机制，使陌生人能够在不信任对方意图的情况下达成一致。
1凝结用一句话解释，为什么“最多工作量”是比“多数意见”更稳健的共识规则。
事实核查
日期、数字及数据均依据下方列出的已发表资料进行核实。