1.1.2　资源消耗与交易体验

比特币网络的成功运行得益于工作量证明（proof-of-work，PoW）机制、中本聪共识协议（Nakamoto consensus，即累积工作量最大的链为主链）以及经济激励（economic incentive）这3种机制的相互配合，但是算力竞争导致的资源消耗也使得比特币被广泛诟病。另外，PoW机制和中本聪共识协议的交互带来的交易处理速度低、交易确认速度低等问题，也对用户体验的进一步改善和比特币网络的进一步发展造成了影响。比特币的标杆效应导致早期的区块链项目大多数都继承了比特币的PoW等机制，这些项目也都面临着同样的问题。减少资源消耗、提高交易处理速度和交易确认速度等，成为区块链行业新的诉求。要想满足这些诉求，需要新的证明机制和共识协议。

证明机制方面，为了降低资源消耗，模拟公司治理中股东投票机制的权益证明（proof-of-stake，PoS）机制开始被广泛讨论，NXT、BitShares等项目最早开始PoS机制的尝试。然而随着整个行业对PoS机制认识的加深，尤其是无利害攻击（nothing-at-stake）以及长程攻击（long-range attack）等攻击手段的发现，早期区块链项目中部署的PoS机制的安全性值得商榷。值得庆幸的是，随着研究的深入，尤其是惩罚（slashing）、弱主观性（weak subjective）以及解绑周期（unbonding period）等概念的提出，区块链领域的从业者逐步构建了可以在开放网络中部署的安全PoS机制。

共识协议方面，来自分布式系统领域的拜占庭容错（Byzantine fault tolerance，BFT）共识协议，尤其是实用拜占庭容错（practical Byzantine fault tolerance，PBFT）共识协议，替换中本聪共识协议的可能性也被广泛探讨。PBFT共识协议的通信复杂度达到，在解决区块链场景中成百上千个节点之间的共识问题时仍然力有不逮。但是随着Tendermint、HotStuff等共识协议的提出，BFT共识协议在区块链领域中的大规模部署成为现实。此外，这些协议的秒级出块（出块间隔小于10秒）特性可以显著改善用户的交易体验。