EOS与比特币和以太坊有什么区别？EOS的共识机制和区块生成

本文主要介绍EOS与比特币和以太坊有什么区别？EOS的共识机制和出块，通过EOS的架构与比特币、以太坊和EOS的对比，了解EOS为什么会有超级节点选举以及EOS的共识机制和出块，下面我们一起来看看内容吧！

现在从加密数字货币的市值来看，除了比特币、以太坊等，市值最高的项目是企业操作系统（EOS）。在关注度上，EOS 也是 2017 年到 2018 年的明星项目，经常被认为是区块链的主要竞争对手3.0。

EOS 是 Block.one 开发的一个新的区块链软件系统，其目标是去中心化一切。从 2017 年年中开始，经过一年的代币众筹，它于 2018 年 6 月 15 日通过由数十个区块生产者（区块生产者，BP，也称为超级节点）组成的社区上线。网络，EOS主网主链正式运行。

EOS 区块链网络（EOS 主网）可以通过 EOS Tracker 查看：. 相应地，可以通过以下网址查看以太坊网络：比特币网络可以通过以下网址查看：.

需要注意的是，虽然有EOS主网，但实际情况要复杂得多。任何人都可以使用 EOS 提供的 EOSIO 开源软件构建自己的链，EOS 鼓励开发者这样做。

接下来，我们将分几个专题介绍EOS的基础公链及其应用开发。EOS的基础公链可以说是为应用而生。

EOS 与以太坊

理解 EOS 的方法之一是将其与以太坊和比特币进行比较。

在发展目标上，比特币、以太坊、EOS是渐进的，即区块链1.0、区块链2.0、区块链3.0，重心是货币、合约和应用。以太坊在实际应用中主要基于代币。以太坊和 EOS 都是基于以前的想法和重新开发。以太坊是比特币的改进，EOS 是以太坊的改进。

这里我们先用一个比喻来比较比特币、以太坊、EOS，如下图所示。

图 1：比特币、以太坊和 EOS 的比较

比特币的设计方式与黄金相似。在数字世界中，根据工作量证明共识机制，挖矿节点进行加密计算，以比特币的形式获得挖矿奖励。挖矿节点也可以获得交易手续费收入。但是，虽然比特币网络中的资产价值很高，但交易并不频繁，交易手续费收入目前在矿工收入中占比并不高。

以太坊的设计就像一条高速公路。在这条收费公路上，车辆需要付费才能行驶。早期募集资金建设“高速公路”，早期投资者享有“高速公路”的主要利益。之后，共同建设和维护“高速公路”的挖矿节点也可以获得挖矿奖励和交易手续费收入。在以太坊网络中，由于各个项目都基于它产生了大量的代币，因此以太坊网络的交易量比较大，挖矿节点获得的交易手续费收入占比高于比特币。

EOS的设计思路类似于房地产开发。Block.one公司出售土地后，顺理成章地将获得的资金用于基础开发，然后以类似开垦的方式每年增加5%的土地。

EOS 的繁荣主要取决于通过招标获得大量土地的开发商是否正在开发和运营自己的地块？EOS 网络依靠超级节点（即区块生产者）共同建设和运营。按照目前的设计，这些节点每年共同获得新发行的 EOS 的 1% 作为回报。

与以太坊不同的是，EOS 网络旨在不再收取网络交易费用，EOS 代币的持有者拥有相应的网络使用权。但是，如果某个应用程序的开发者没有持有足够的 EOS 代币，则可能需要从市场上购买和租用以获得使用主网络的权利。以此类推，这种设计类似于购买或租用办公楼。

当然，以上比喻性的讨论只是为了便于理解。EOS 的实际情况是：Block.one 公司筹集资金开发了一款名为 EOSIO 的开源软件。EOS 社区使用这个软件来运行 EOS 主网，从逻辑上讲，主网不是由 Block.one 运行的，而是由社区运行的。此外，其他人已经使用开源软件 EOSIO 来构建替代网络（altnets）。

Altnet 是一个模仿山寨币的新术语。在社区运行的 EOS 主网之外，EOS 鼓励其他人使用 EOSIO 开源软件来构建新的区块链网络，这些网络是类似山寨币的替代网络。比特币的山寨币与比特币的价值无关pi的区块时间和比特币对比，同样，山寨币与 EOS 主网无关。

EOS 是对以太坊的改进。每个运行 EOSIO 开源软件的区块链网络几乎可以做以太坊可以做的所有事情，比如编写智能合约和发行代币。

为什么EOS有超级节点选举

EOS采用的共识机制是DPOS（Delegated Proof of Stake），即部分节点在获得足够多的选票后成为见证节点或出块节点（BP，又称超级节点）。)，负责区块链的出块。

对于比特币系统来说，任何人都可以接入网络，以算力争夺记账权并生成区块。对于 EOS，只有超级节点才有资格出块。这是因为两者使用的共识机制不同：比特币和以太坊使用的是工作量证明共识机制，而EOS使用的是DPOS（Delegated Proof-of-Stake）共识机制。

围绕POW和DPOS的比较，讨论主要集中在能耗、效率、安全等方面。但我们也可以从去中心化网络形成的角度来看看为什么 DPOS 是一个可行的选择。

基于区块链思想开发的软件系统有以下三个关键要求：

一是性能。其去中心化网络的整体性能能否支持大量应用？

二是网络。它的共识机制、经济激励和社区运营能否吸引足够多的节点加入，形成一个安全可靠的去中心化网络？

三是功能。它是否提供了应用程序开发所需的必备功能，无论目标是通用的、功能的还是行业的？

一条基础公链成败的关键在于以上三点：性能、功能和网络（见图2)）。EOS在性能和功能上做了很多努力，DPOS共识机制和超级节点选举是EOS在“网络”一角做出的努力。

图2：基础公链三角：功能-性能-网络

对于比特币和以太坊网络来说，在很长一段时间内，它们会逐渐吸引足够多的节点加入到挖矿经济激励的方式中。对于一些基础的公链区块链项目，其主要节点由基金会或相关方出于各种原因运行。比较典型的一种是NEO（NEO），它的交易吞吐量（TPS）很大，但官方节点不到10个。

在 2017 年 12 月的一份报告中，NEO 委员会提到了其网络去中心化的计划，并解释说：“我们希望至少 3 个节点由外部实体运行……去中心化的早期阶段：2 个节点将由市政府运行Zion 的 1 个节点将由社区运行并由社区资助（独立于基金会），2 个节点将由营利性区块链公司运行，2 个节点将由 NEO 理事会运行。”

NEO的共识机制是DBFT，全称是Delegated Byzantine Fault Tolerant。它是一种拜占庭容错共识机制，通过代理投票实现大规模节点参与共识（见NEO白皮书：）。

图 3：EOS 架构

EOS 采用超级节点选举的方式刺激形成一个活跃的去中心化网络，超级节点选举与其共识机制 DPOS（Delegated Proof of Stake）高度匹配。按照目前的设计，获得选票的 21 名活跃生产者和 179 名候补生产者共同生产 EOS 区块链的区块，即运行区块链网络。这些区块生产者是动态的，并根据投票进行动态调整。

EOS区块链生产者的收益分配机制是，区块生产者每年可以获得总计1%的EOS代币作为回报，其中0.25%每块奖励，0.75%将根据收到的票数进行分配。请参阅该项目于 2018 年 5 月 12 日发布的信息。

从 2018 年初到 6 月 15 日 EOS 主网启动，围绕节点（BP）的竞争表明pi的区块时间和比特币对比，这种机制在动员众多参与者竞争方面相对成功，并为 EOS 去中心化网络的形成做出了贡献。这是一条务实有效的道路。

从另外一个相关的机制设计中，我们也可以看到EOS团队的精心设计。与其他代币发行项目不同的是，EOS 代币的发行持续了一年，一方面引起了人们的关注，另一方面，或许更重要的是，这种做法使得 EOS 代币相对分散在众多持有者中。在所有者手中，其使用的委托权益证明共识机制的有效性在一定程度上得到了保证。

EOS 架构：与比特币和以太坊的比较

在讨论以太坊时，我们比较了比特币和以太坊之间的架构差异。现在，EOS被认为是区块链3.0的有力竞争者，我们来看看三者在架构上的区别。其中，EOS的架构参考了唐宇的文章《从EOS系统架构看BM的野心》，如图3所示。

从EOS系统架构看BM的野心，唐宇/文，2018年4月24日。

在最基本的层面——数据层和网络层，EOS 与比特币和以太坊没有太大区别。

EOS的共识机制采用了不同于以往的DPOS（Delegated Proof of Stake）共识机制。由于采用了 DPOS 共识机制，EOS 网络的激励层可以视为不再单独存在（图中未显示）。EOS网络每年新发行5%的EOS币，其中1%按照一​​定的规则分配给区块生产者，另外4%进入社区的提案系统（worker proposal system）资金池进行分配。

EOS 和以太坊的智能合约略有不同，但基本上采用了类似的设计。EOS 的应用也与以太坊类似。所以对于合约层和应用层来说，两者都是相似的。

EOS系统设计的创新点在于工具层和生态层。

为了让 EOS 适合应用开发，EOS 团队为其设计了账户和持久化数据库（Multi-Index DB）等工具和接口。所以这里继续唐宇的分类，相信在合约层和应用层之间有一个工具层，这样可以更方便的在EOS区块链上开发应用。

EOS 的另一个特殊设计是将自己的 EOS 主网和 EOSIO 软件分开，并鼓励开发者使用 EOSIO 软件来构建特定行业和特定领域的区块链网络（应使用新的网络名称），并构建自己的 EOSIO 软件. 一系列应用。在系统架构的最顶层可能有一个生态层，就是一个使用EOSIO软件的区块链，比如专门为游戏、物流、金融、社交、能源、医疗等开发的公链。

EOS共识机制和区块生成

在《EOSIO技术白皮书》中，对EOS的共识机制BFT-DPOS（拜占庭容错算法+股权委托共识机制）进行了说明。其中，拜占庭容错算法（Byzantin eFault Tolerance）的目的是：

所有区块生产者必须签署所有区块，以确保没有区块生产者可以在相同时间戳或相同区块高度同时签署两个区块。一旦一个区块被 15 个区块生产者签名，该区块就被认为是不可逆转的。任何想要签署具有相同时间戳或区块高度的两个区块的区块生产者都会留下密码证明。在这种模式下，可以在一秒钟内达成不可逆转的共识。

在白皮书中，EOS介绍了其区块的出块机制，摘录如下：

根据该算法，那些在使用 EOSIO 软件构建的区块链上持有代币的人可以通过持续的投票系统选择区块生产者。任何人都可以选择参与出块，只要能说服代币持有者投票支持，就有机会参与出块。

EOSIO 软件允许每 0.5 秒生成一个块。在任何时候，只有一个生产者被授权生产区块。如果在预定时间内没有成功生成块，则跳过该块。如果跳过一个或多个块，区块链中将有 0.5 秒或更多的间隙。

使用 EOSIO 软件，以 126 个块的周期生成块（每个块 6 个块，乘以 21 个块生产者）。在每个区块周期开始时，软件会根据代币持有者的投票选出 21 个区块生产者。所选出块人的出块顺序必须得到 15 个或更多出块人的同意。

如果一个区块生产者错过了一个区块并且在过去 24 小时内没有产生任何区块，则该区块生产者将被排除在考虑之外，直到他们通知区块链他们可以再次开始生产区块。这确保了网络的平稳运行，排除了被证明从块排序中不可靠的块生产者，从而使丢失块的数量最小化。

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