1.1.2　資源消耗與交易體驗

比特幣網絡的成功運行得益于工作量證明（proof-of-work，PoW）機制、中本聰共識協議（Nakamoto consensus，即累積工作量最大的鏈為主鏈）以及經濟激勵（economic incentive）這3種機制的相互配合，但是算力競爭導致的資源消耗也使得比特幣被廣泛詬病。另外，PoW機制和中本聰共識協議的交互帶來的交易處理速度低、交易確認速度低等問題，也對用戶體驗的進一步改善和比特幣網絡的進一步發展造成了影響。比特幣的標桿效應導致早期的區塊鏈項目大多數都繼承了比特幣的PoW等機制，這些項目也都面臨著同樣的問題。減少資源消耗、提高交易處理速度和交易確認速度等，成為區塊鏈行業新的訴求。要想滿足這些訴求，需要新的證明機制和共識協議。

證明機制方面，為了降低資源消耗，模擬公司治理中股東投票機制的權益證明（proof-of-stake，PoS）機制開始被廣泛討論，NXT、BitShares等項目最早開始PoS機制的嘗試。然而隨著整個行業對PoS機制認識的加深，尤其是無利害攻擊（nothing-at-stake）以及長程攻擊（long-range attack）等攻擊手段的發現，早期區塊鏈項目中部署的PoS機制的安全性值得商榷。值得慶幸的是，隨著研究的深入，尤其是懲罰（slashing）、弱主觀性（weak subjective）以及解綁周期（unbonding period）等概念的提出，區塊鏈領域的從業者逐步構建了可以在開放網絡中部署的安全PoS機制。

共識協議方面，來自分布式系統領域的拜占庭容錯（Byzantine fault tolerance，BFT）共識協議，尤其是實用拜占庭容錯（practical Byzantine fault tolerance，PBFT）共識協議，替換中本聰共識協議的可能性也被廣泛探討。PBFT共識協議的通信復雜度達到，在解決區塊鏈場景中成百上千個節點之間的共識問題時仍然力有不逮。但是隨著Tendermint、HotStuff等共識協議的提出，BFT共識協議在區塊鏈領域中的大規模部署成為現實。此外，這些協議的秒級出塊（出塊間隔小于10秒）特性可以顯著改善用戶的交易體驗。