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共識機制或叫共識算法，是比特幣網絡和區塊鏈世界的核心，也是理解區塊鏈的一把鑰匙。理解共識機制，先要搞明白為什么需要共識機制？

在中心化的機制中，所有用戶都只是執行者，即按照中心化的規則操作即可。例如在支付寶系統中，按照步驟轉賬，提交后，支付寶中心數據庫在后臺完成這筆交易。但是，在去中心化的系統中，需要全網節點（或部分）參與來實現。那么問題來了，如何讓全網節點自發性地參與進來？

這就需要設計一套機制來獲取全網共識，這種機制就是共識機制。從管理學角度，共識機制實際上是一種去中心化的管理機制，即如何分配權、責、利來獲取共識，激勵全網節點維護系統正常運行。所以，權責利的分配機制不同，就產生了不同的共識機制，如PoW（Proof of Work，工作量證明）、PoS（Proof of Stake，權益證明）、DPoS（Delegate Proof of Stake，委托權益證明）、PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance，實用拜占庭容錯算法）等。

在區塊鏈系統中，共識機制面臨三元悖論(trillema)，又稱三難問題或不可能三角(impossible trinity)，即: 在一個區塊鏈系統中，可擴展性（效率）、去中心化和安全性三者不可兼得，最多得其二。其實，所有的管理機制都面臨三元悖論：效率、安全、去中心化。傳統貨幣理論中，有個蒙代爾三角，即一國無法同時實現貨幣政策的獨立性（去中心化）、匯率穩定（安全）與資本自由流動（效率）。世界主要國家選擇貨幣政策的獨立性和資本自由流動，實行有管制的浮動匯率。而像香港這種經濟體，則選擇匯率穩定和資本自由流動，放棄貨幣政策的獨立性——由于港幣錨定美元，其貨幣政策（如加息降準）與跟隨美元貨幣政策，也就是以美元為中心，放棄了去中心化。目前所有中心化的系統中，兼顧了效率和安全，放棄了去中心化。

人們嘗試過多種方式以實現去中心化的管理，主要有市場競爭機制、委托人機制、隨機選擇。隨機選擇兼顧了效率和去中心化，但是不夠安全，同時激勵性不足。隨機選擇放棄了人類的智慧在管理中的價值，忽視了人的稟賦的差異。除非在不需要人類智慧參與、公平度需求極大的環境中，才會使用隨機選擇機制，比如車牌搖號。當然也有權益證明 隨機選擇，如購房搖號，先有幾百萬誠意金才有搖號資格。

進入工業社會，我們認為在充分競爭的前提下，市場機制是最優的、最公平的。市場競爭機制的規則是優勝劣汰、多勞多得。POW（工作量證明）則引入了市場競爭機制，在比特幣網絡中，節點通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權，誰的算力越大，求得正確的數值解以生成區塊的概率就越大。

為了激勵節點競爭記賬權，礦工每挖出一個新區塊，都可以獲得一定的比特幣獎勵。這種算法的競爭機制以及獲勝者有權在區塊鏈上進行交易記錄的機制，這二者是比特幣安全的基石。

當然，挖礦激勵只是手段，其目的是為了在沒有中心機構的情況下，實現去中心化結算。挖礦是一種將交易結算所去中心化的過程，每個結算所對處理的交易進行驗證和結算。這個理解非常關鍵，很多人之所以誤解比特幣，是把挖礦作為目的而非手段，目的和手段搞反了。很多人把比特幣理解為一種投機貨幣，其實比特幣首先是一個去中心化的點對點的網絡支付系統，其次才是一種加密貨幣。在傳統的支付系統中，中心機構提供了結算服務來驗證并處理所有的交易。但是，比特幣沒有中心機構，所有的交易都記錄了一個公共賬本中，而記錄和驗證工作即結算，則需要全網節點共同參與。

我們可以看出，POW選擇了市場競爭機制，兼顧了去中心化和安全，但是損失了可拓展性（效率）。目前比特幣每十分鐘生成一個新區塊，每個區塊容量為1M，比特幣擁堵問題一直被人所詬病。但是，比特幣擁護者和區塊鏈信仰者依然堅持POW是最符合區塊鏈精神、去中心化的共識算法。

不過，POW實際執行的結果并沒有那么理想，甚至背離了中本聰設計的初衷。基于POW共識算法的系統甚至遭遇雙花攻擊，比特幣也存在被人掌控和遭遇攻擊的威脅。公平的市場競爭機制為什么背離了去中心的初衷，甚至可能導致比中心化系統更為糟糕的結果？

市場競爭機制是公平的，但是不代表生產公平的結果。市場競爭一旦開啟，競爭者之間的比較優勢將發揮重要作用，優勢明顯的競爭者可以進一步擴大優勢，進而有可能實現自然壟斷，破壞原有的自由競爭。

古典經濟學集大成者大衛·李嘉圖載氣《政治經濟學及賦稅原理》中，闡述了比較優勢理論。比較優勢可以表述為：在兩國之間，勞動生產率的差距并不是在任何產品上都是相等的。每個國家都應集中生產并出口具有比較優勢的產品，進口具有比較劣勢的產品（即“兩優相權取其重，兩劣相衡取其輕”），雙方均可節省勞動力，獲得專業化分工提高勞動生產率的好處。

或許中本聰沒有預想到，比特幣的算力最終會掌握在中國人手中，世界排名前三的礦機生廠商比特大陸、嘉楠耘智和億邦科技都是中國人創辦的，囊括了囊括了全球九成以上的份額。其中最主要的原因是中國在礦機生產這一產業中具備明顯的比較優勢。

不過，李嘉圖只用勞動支出這一因素的差異來解釋比較優勢。后來，師承瑞典著名經濟學家赫克歇爾的俄林創立了赫--俄模式，用要素稟賦理論解釋比較優勢，該模式是現代國際貿易理論的新開端，與李嘉圖的比較成本說模式并列為國際貿易理論的兩大基本模式。俄林認為，比較優勢差異源于各種生產要素，包括勞動力、資本、土地、技術、管理等的方面，這些要素稟賦的差異在國際貿易中體現出生產成本優勢。在礦機生產和挖礦這一產業鏈上，中國具有龐大的完整的電子產業基礎，可以實現礦機的快速、低廉、批量生產。這種比較優勢和稟賦差異，使中國擁有了數字貨幣算力的絕對掌控權。

我們回頭再看，POW引入市場競爭機制，兼顧了去中心化和安全，放棄了效率；但生產的結果是，去中心化和安全遭遇威脅，效率又沒能改善。POW這一問題如果不解決，很難形成大規模的工業級的應用。

這種結果并不奇怪，西方發達自由經濟體通過市場競爭，最終也有走向托拉斯和自然壟斷。市場經濟發展到今天，自由競爭機制和計劃機制（計劃、干預）實際上并存。例如NBA是一個市場化運作的籃球俱樂部，各隊之間自由競爭，但是聯盟為了防止過度競爭設置了大量規則，其中包括工資帽、“以籃球的名義否決交易”等。

我們再來看POS和DPOS，很多區塊鏈信仰者都對這兩種共識算法嗤之以鼻，認為他們都背離了去中心化。POS和DPOS一定程度上放棄了去中心化，兼顧了安全與效率。DPOS是一種委托人制度，這種制度實際上并非區塊鏈世界的創新，而是現實社會中運用非常成熟的一種管理機制。DPOS更具實操性，但確實存在去中心化風險。

POW承載了區塊鏈的信仰，但是非常沉重。絕對的去中心化，或許距離我們還很遙遠，或許還存在技術上的障礙。POW足夠偉大，目前還很難找到更好的共識機制，我們還需要上下而求索。在中心化和去中心化之間，綜合市場競爭機制、代理人機制、隨機選擇等，找到新的共識。