区块链共识算法：实用拜占庭容错机制PBFT
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共识机制是区块链的核心组成部分，以POW、POS以及DPOS等为代表的共识机制运行需要以代币为基础，即需要发行各自的货币体系来构成各自网络运行的激励机制，而在于节点已经有一定的互信基础且不需要靠代币来支撑整个网络的区块链，传统的共识算法如PBFT、PAXOS、RAFT则派上了用场，PAXOS则是第一个被证明的共识算法。本文限于篇幅，PAXOS和RAFT留待后续。
实用拜占庭容错机制PBFT
PBFT算法由MiguelCastro和Barbara Liskov 1999年提出，初衷是为解决分布式系统中达成一致性的问题，与区块链共识机制的目标重合，其主要特点是网络具有高度容错性，在一个有3f+ 1个节点的网络中，失效节点数为f，网络依然能够正常运行，容错率接近33%。目前，中国ChinaLedger联盟和HyperLedger联盟就在研究探讨PBFT的实际应用。
算法首先需要引入视图(View)和验证节点(replica)的概念，replica包含主节点和备份节点。主节点(primary)依据某个公式选取，选取好之后，其他replica节点就成为备份(backups)节点。主节点有效时是表示处于同一幅视图当中，当主节点失效时，备份节点检测到之后需要通过timeout机制启动视图更换（view change）过程，选举新的主节点。整个算法流程如下：首先，由某个客户端向主节点发起服务请求，主节点将请求分发给所有备份节点，备份节点处理完后再全部回馈给客户端，客户端只要收到f+ 1个节点回馈的相同结果即为算法的最终结果。
具体实现流程分为三阶段协议（three-phaseprotocol），即预准备（pre-prepare）、准备(prepare)和确认(commit)。
预准备（pre-prepare）阶段：主节点收到请求后，给请求编一个序号n，然后向所有备份节点发送信息，信息格式为<<PRE-PREPARE,v,n,d>,m>，v是视图编号，m是客户端发送的请求信息，d是m的摘要。如果该信息满足该备份节点设立的条件(如检查视图编号，序号n是否处于一个合理区间， m是否之前收到过等)，则该节点进入准备阶段。备份节点设立某些条件的原因是主节点有可能是失效节点，它可能会给不同的请求编上相同的序号，或者不去分配序号，或者让相邻的序号不连续：
准备(prepare)阶段：进入准备阶段的节点向所有replica节点发送准备消息<PREPARE,v,n,d,i>，i是节点编号。经过这两个阶段，每个节点都收到了两条信息，每个replica节点验证预准备和准备消息的一致性，即验证视图编号v、消息序号n和摘要d是否一致，如果一致，进入下一个阶段。
确认(commit)阶段：进入这一阶段，某个replica节点向其他replica节点发送信息，信息格式<COMMIT,v,n,D(m),i>。节点收到其他replica节点确认信息后进行验证，仍是验证视图编号v、消息序号n和摘要d是否一致，一致则验证通过。当replica节点收到2f + 1个(包含自身) 验证通过的确认信息后，向客户端反馈执行结果，并将结果写入区块中，即写入区块前，至少有2f+ 1个(包含自身)节点达成了共识。
存在一个确认(commit)阶段的缘由在于，单个replica节点收到2f + 1个(包括自己) PREPARE信息并不能保证自己发出的PREPARE信息已被其他replica节点接收到，即其他节点不一定已经准备好Prepared，需要一个确认(commit)阶段来对此进行验证。
如果连续执行了K条请求，在第K条请求执行完时，向全网发起广播，告诉其他replica节点它已经将这K条执行完毕，要是都反馈说这K条我们也执行完毕了，那就可以删除这K条的信息了，接下来再执行K条，完成后再发起一次广播，即每隔K条发起一次全网共识，这个概念叫checkpoint，每隔K条去征求一下大家的意见，要是获得了大多数的认同，就形成了一个stable checkpoint（记录在第K条的编号），这一机制被称为“GarbageCollection”。
PBFT是一种静态共识， 在得知有限共识节点的情况可以适用。对于私有链和联盟链，如果节点数不大(不大于100)，可采用PBFT形成共识，公有链拥有大量且不断动态变化的节点网络，用PBFT效率太低。
使用PBFT算法还需要注意的一点是，其不能很好的存贮其交易信息，一些失效的副本可能会导致信息外泄，应有相应应对机制。
我的BTC地址：1K8ni4mnQn7VjFZKjHJHLPWZ55owG9J1jd