PBFT协议在超过100个节点的时候性能会下降
作者：maxdeath
链接：https://www.zhihu.com/question/60058591/answer/173970031
首先要搞清为什么PBFT，乃至所有的BFT都没法应用于超过100个节点。原因的关键在于O(N2)的消息复杂度。这是什么意思呢？点对点的消息传输需要发一个消息就够了，这是O(1)的消息复杂度，要是广播一个消息，需要把消息发给网络里所有人一人一份，就是O(N)的消息复杂度，而想要可靠地，在有拜占庭节点（恶意节点）存在的网络里广播一条消息的话，至少需要O(N2)的消息复杂度，也就是说，如果网络有100个节点，如果你想让确认网络里的其他人都确实地收到你的消息，你至少要发10000条消息。这性能一看就好不了。于是才有了比特币，它把可靠的那部分用奖励，挖矿和最长链解决了，于是再大的网络也只是O(N)的消息复杂度，这就scalable了。但是另一个问题就出现了——大网络里传输效率和延迟有瓶颈，而这种瓶颈会制约可靠性。也就是说你广播的东西太大的话，比特币的那套奖励，挖矿和最长链的东西就不是那么好使了。于是，目前所有的提高scalability的方法基本上就是结合两者，也就是分层。无论是叫分层也好，委员会选举也好，差不多想法就是我们把某一部分的可靠性用比特币的方法解决，剩下的部分用BFT。这其实和代议制民主很像——所有人一起讨论事情太难了，那么我们让所有人选代表，然后选出来几个代表讨论事情就高效多了。但接下来的问题是这两部分怎么对接？两个方法对于恶意节点的数量要求不一样（BFT必须严格少于1/3，比特币的话是算力小于1/4），要不要奖励（自私挖矿算不算恶意呢？），共识类型不一样（BFT是最终共识，比特币是最长链共识，也就是允许分叉），是许可还是非许可。这些都是处理起来很让人头疼的问题，基本上，所有的分层算法都得要给出这些东西。而我目前为止还没有看到一个完全找不出漏洞的算法。就拿你说的sharding的那篇文章说吧。这个Elastico，或者叫SCP，我很惊讶这个竟然能发表，他们对于无穷小量的处理太随意了。我不是说他们结果一定不对，但是他们的证明是有问题的。他们分层非常的幼稚，他的方法就是简单的随机选，而随机选的时候，他们就是简单的说如果我们的随机方法是公平的，那么当这个小组的人数很大的时候，这个小组恶意节点超过1/3的可能无穷小。
异步拜占庭容错（aBFT），以加快实现不可逆转性。 aBFT算法在1秒内提供100％的不可逆性确认。
POW
POW机制是依赖机器算力进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。POW机制最早出现在比特币中，这也是区块链里出现的较早的共识机制。
缺点：
浪费能源；
区块的确认时间难以缩短；
新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临算力攻击；
容易产生分叉，需要等待多个确认；
永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性；
POS( Proof of Stake）权益证明
DPOS（Delegated Proof of Stake）股份授权证明机制
DPOS与POS原理相同，只是选了一些“人大代表”。BTS社区最先提出了DPOS机制。最近较热的EOS也是采用了DPOS机制。
核心思想：百分之五十一的矿工具有不可逆转的权利。
优点：该模式可以每30秒产生一个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。
缺点：整个共识机制还是依赖于token，很多商业应用是不需要token存在的。
POOL验证池
一句话介绍：基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。
优点：
不需要token也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。
缺点：
去中心化程度不如Bitcoin；
更适合多方参与的多中心商业模式。
一致性算法（BFT-DPOS）
EOS.IO软件能够精确的每0.5秒生成一个块，并且只有一个生产者有权在任何给定的时间点生成一个块。如果在预定时间没有生成块，则跳过该时间段的块。当跳过一个或多个块时，区块链中会出现0.5秒或更多秒的间隔。