区块链去中心化的共识机制PoB解析

每一个区块链产品，本身就是一个微型社会，一个由网络节点组成的自适应组织，这个组织的运行由共识机制来规范。共识机制是可编程的利益转移规则，吸引人们参与其中，组成安全网络，并有序运行。

在IOST目前版本的PoB机制中，区块生产委员会拥有17个席位，每10分钟换届一次。每次换届时Servi值最高的17个节点入选委员会，轮流打包区块并获得奖励。节点每次入选委员会都会消耗Servi，未入选的节点就相对有更多Servi，在下次换届时有更大的机会入选委员会。在此机制下，一天内就可能有上百个节点入选过委员会。

在PoB机制中，成为备选节点的准入门槛更低，更多社区成员可以参与竞选。同时，通过高频率的换届，大部分备选节点都有资格入选，委员会的流动性非常高，去中心化程度远高于EOS采用的基于少量超级节点和备选节点的DPoS机制，实现了更好的社区自治，同时也保障了更高的安全性。

概述

IOST设计的PoB是一个比DPoS更去中心化的选举方案，并且具有相同的扩展性。在本文中，我们希望用最简单清晰的文字描述PoB如何运行。

我们希望设计一个选举方案，使得大部分节点都有资格参与到区块生产中，而不是只有头部的少数节点进行区块生产。但是，被投Token*越多的节点仍然拥有更大的机会生产区块。

*被投Token：在IOST网络中，社区成员通过抵押Token获得投票权。目前版本中，1Token=1票。

为了达到这个目的，我们并不直接采用投票结果作为选举结果，而是引入了一个积分体系——Servi来决定委员会成员。

成为备选节点

出于对网络安全的基本保证，PoB中对于区块生产者依然设有一个基本门槛。在目前版本中，只要获得超过全网0.1%的Token投票，就可以向区块链网络发送一笔特定交易并成为备选节点，参与区块生产委员会的竞选。

Servi获取与选举

虽然投票结果并不直接决定委员会成员，但是备选节点的Servi获取速率与投票结果是成正比的。

在目前版本中，每届委员会我们将选出17名委员会成员，每轮选举分为三步：

1. 社区成员抵押Token并投票，备选节点会得到与被投Token等量的Servi。

2. Servi值前17名的备选节点被选为这轮的委员会成员，负责下一个时间周期的区块生产。

3. 所有入选委员会的17个节点，最后一名的Servi值清零，其他节点扣除等量的Servi值。

在目前版本中，选举的时间周期为10分钟，也就是说在IOST网络中，每10分钟委员会就会进行一次换届。

样例

假设现在我们的规则是从5个备选节点选出3个进入委员会，5个备选节点A、B、C、D、E当前获得的票数从高到低分别为10、8、5、4、1，假设他们的票数在这段时间内保持不变。

在第一轮选举中，5个备选节点的Servi值分别为A（10）、B（8）、C（5）、D（4）、E（1）（接下来用［10， 8， 5， 4， 1］表示）。这时A、B、C的Servi值最高，成为委员会成员，同时他们都被扣除排名末位的C的Servi值，即本届委员会的最低Servi值——5。D、E的Servi值保持不变，Servi值情况变为［5， 3， 0， 4， 1］。

在第二轮选举中，Servi值在第一轮结束（［5， 3， 0， 4， 1］）的基础上再次加上这些节点当前的获投票数（［10， 8， 5， 4， 1］），变为［15， 11， 5， 8， 2］。这时A、B、D成为Servi值最高的备选节点，所以这届委员会成员为A、B、D，同时A、B、D都被扣除D的Servi值——8，Servi值情况变为［7， 3， 5， 0， 2］。

在第三轮选举中，Servi值情况变为［17， 11， 10， 4， 3］，这时又是A、B、C组成委员会。

在第九轮选举中，Servi值情况分别为［26， 8， 5， 12， 9］，只获得1票的备选节点E会第一次入选委员会，委员会成员为A、D、E。

其他细节

1. 如果有多个备选节点的Servi值并列第17名，会优先选择更早成为备选节点的节点，实际运行中这种情况会很少见。

2. 在完成选举之后，我们选用委员会成员轮流生产区块的方案，也就是在一个时间周期内无论委员会成员的Servi值多少，生产区块的权利相等，对所有入选成员都是公平的。

3. 显然，在大部分情况下，获投票数排名第一位的节点总是会被选入委员会。为此我们设置了一个Servi值上限，Servi值不能超过被投Token数的10倍。

4. 备选节点需要在每6个选举周期（也就是1小时）内发送一笔特定的验证交易证明节点在线，如果没有，那么他将失去所有获投票数并失去备选节点资格。

5. 如果委员会成员在一个时间周期内没有生产区块，那么同样，他将失去所有获投票数并失去备选节点资格。

6. 投票所用的Token需要7天才能赎回，一个备选节点失去资格时也一样，也就意味着发生以上两种情况的节点无法很容易地马上再次参选。

结论

我们通过引入一个积分体系——Servi来完成更去中心化的选举，并且最终节点生产区块数量的比例会接近于获投票数的比例。同时由于它还是一个选举方案，因此拥有较高的可扩展性。