本文由 Decred 貢獻者 Richard Red 撰寫。
區塊鏈的共識機制確保參與者就區塊鏈的當前狀態達成一致。共識機制決定誰能夠添加新的交易塊，其主要目的之一是確保鏈不被重寫。
工作量證明共識（PoW）
基於純粹工作證明共識的區塊鏈（如比特幣）只能由礦工完成，他們使用能夠有效猜測數學問題答案的硬件。每次礦工提出有效提案時，他們都可以添加一個將被網絡接受的區塊。儘管礦工可以選擇挖掘任何鏈，但網絡只會接受積累了最多工作量證明（即最多哈希值或猜測）的鏈作爲合法通道。這意味着礦工被激勵去挖掘最長的鏈，當他們看到新的有效區塊出現時，他們將嘗試找到允許他們從這個新區塊構建鏈的解決方案。
重寫區塊鏈的困難在於它能夠充當金融交易的分類賬。當交易出現在一個區塊中並將硬幣發送到錢包並且在該區塊之上開採了多個區塊（確認）時，該區塊（以及交易）不太可能被重寫。
如果一個實體控制了足夠的哈希能力以超過“誠實鏈”，它可以通過挖掘“舊”塊而不是最後一個塊來重寫（或重新組織）區塊鏈。您可以在此處找到此類攻擊（也稱爲 51% 攻擊）的簡化摘要：
攻擊者通過區塊進行支出一旦超過所需的確認數量，攻擊者就會將代幣兌換成其他東西，並將其從交易所中刪除。當刪除有效時，他們會釋放平行鏈，如果它包含比原始鏈更多的區塊（PoW），網絡將接受它作爲合法鏈以及原始鏈所代表的歷史版本（包括攻擊者的存儲庫） ） 會消失。然後攻擊者可以再次自由地花費這些硬幣。
由於礦工是唯一可以直接向 PoW 類型的加密貨幣鏈添加區塊的實體，這使他們在治理中發揮着重要作用。對於網絡共識規則的任何改變，都必須得到大多數算力的支持。軟分叉需要足夠多的礦工來識別一組新規則，以便用戶可以進行交易並期望他們的交易得到正確處理幷包含在區塊中。 “硬分叉”將網絡分爲兩部分，根據普遍接受的規則，“工作量證明（PoW）最多的鏈是值得遵循的好鏈”，然後由礦工決定哪一個被認爲是合法的。
股權證明 (PoS)
共識證明是決定誰可以添加新區塊並驗證區塊鏈當前狀態的另一種方法。與礦工競爭解決問題不同，通過權益證明，下一個區塊的生產者是通過基於錢包中持有（或“質押”）的硬幣（或多個硬幣）數量的過程來確定的。此過程假設擁有最多股份的人將爲整個網絡做出負責任的決策。
股權證明（或股權）共識消除了對能源密集型挖礦的需求，但缺乏大量能源支出會產生另一個問題，有時稱爲“無股權”。對於已經“分叉”的鏈（英文爲分叉鏈），PoS 僞造者（通常使用“鍛造”而不是術語“挖礦”）會被激勵去利用這兩條鏈，因爲它們的挖礦成本非常低。額外的鏈，他們可以在兩條鏈上獲得獎勵。這對網絡來說是一個問題，因爲應該只有一條鏈，而就該單鏈的狀態達成一致是共識機制的全部要點。
在代幣分配方面，權益證明帶來了另一個問題。 PoW 礦工的成本很高（硬件、電力），通常必須出售大部分開採的代幣來滿足這些成本。因此，許多開採的代幣可以在市場上購買，而不是由礦工存儲。權益證明僞造者的運營成本非常低，因此沒有同樣的壓力出售他們收到的硬幣來維護網絡。因此，參與權益證明的大持有者往往會增加其在流通代幣總量中的份額，因爲他們從網絡用戶那裏獲得了區塊獎勵和交易費用。這甚至可以與封建主義相比較，因爲該網絡實際上由代幣持有者擁有和運營，用戶向他們支付租金才能使用它。通常存在一個限制，低於該限制就不可能直接參與權益證明。
PoW / PoS 混合
因此，混合工作量證明（PoW）和權益證明（PoS）系統的目標是結合每種方法的優點，並用它們來抵消每種方法的弱點。 Decred 是少數以可識別形式同時使用 PoW 和 PoS 並將它們合併以產生多因素或混合共識機制的加密貨幣之一。
在某些方面，主節點硬幣也是混合體，因爲它們具有可識別的工作量證明組件，在比特幣中發揮類似的作用，並在特殊節點中發揮附加作用。這些特殊節點通常需要持有一定數量的相關貨幣作爲抵押品，以證明它們可以被信任以網絡的最佳利益行事，這類似於證明的邏輯參與。達世幣是主節點概念背後的貨幣，並將該模型描述爲服務證明。本文重點關注具有權益證明組件的混合貨幣，並且不考慮模仿主節點或服務證明的衆多代幣。
Decred 的 PoW 組件的工作原理與其他基於工作量證明的項目類似，並使用 Blake-256 哈希函數。 Decred 的 PoS 組件及其在鏈上的實現方式非常獨特，值得解釋。
要參與 Decred 的權益證明，持有者必須將其 DCR 鎖定一定時間才能購買“門票”。單張門票的價格由類似市場的機制設定，系統以一定數量的現場門票（40,960）爲目標——如果超過目標數量，價格就會上漲，如果低於目標數量，價格就會下跌。當一個人購買選票時，所使用的 DCR 將被鎖定（即他們無法使用它），直到他們的選票被僞隨機抽出進行投票或直到其在大約 142 天后過期。這給 PoS 帶來了機會成本，旨在確保 PoS 上的投票者真正參與並按照網絡的最佳利益行事。
PoS 參與者（也稱爲選民、選舉人或股東）扮演三個不同的角色：對區塊進行投票、對共識規則的變更進行投票以及對 Politeia 提案系統的整體管理幫助進行投票。第一種投票類型是“集體投票”，是權益證明 (PoS) 投票者最具體地維持共識的方式。
集體投票
當 PoW（基於工作量證明）礦工發現有效區塊時，會將其廣播到網絡。然而，要使該區塊被視爲有效，它必須包含 5 張隨機選擇的票中至少 3 個的投票。權益證明 (PoS) 投票者在此期間保持錢包暢通，並準備好在投票時做出迴應（或者他們聘請投票服務提供商代表他們這樣做）。當 PoS 票證被調用投票並做出響應時，其所有者就會收到獎勵。
當票被調用時，他們投票接受或拒絕前一個區塊的常規交易。網絡中的節點只有在新區塊包含至少 3 票後纔會將其識別爲有效。如果大多數投票的票拒絕前一個區塊的交易，那麼它們將被返回到內存池。這些常規交易包括 PoW 礦工的獎勵，但不包括 PoS 投票者的獎勵。
因此，PoS投票者有權在不影響自己獎勵的情況下提取礦工獎勵。這限制了 PoW 礦工否決網絡共識規則變更的權力，這些規則由所有利益相關者投票決定。事實上，PoS 投票者可以通過在檢測到惡意或無效行爲時採取投票“不”的政策來拒絕他們不喜歡的任何類型的礦工行爲 - 這可以防止不良礦工從 PoW 寫入交易並獲得獎勵。
該 PoS 驗證層顯着增強了網絡的安全性和對多數攻擊的抵抗力。進行多數雙花攻擊的通常方法是通過祕密挖掘替代鏈來重寫區塊鏈，然後在一段時間後廣播它並利用從“舊”鏈回滾交易的優勢（即花費它們的交易）輸入）。由於 Decred 區塊需要隨機選擇的票證的輸入才能被視爲有效，而 PoW 礦工在收到該輸入之前無法利用它們，因此 PoW 礦工不可能祕密挖礦，除非您也直接控制很大一部分票證。 （請參閱這些文章）。
混合 PoW/PoS 設計顯着增加了網絡攻擊成本，因爲攻擊者必須繞過兩個獨立的系統。特別是 PoS 組件的配置方式使得只能非常緩慢地獲取門票。因此，在每個區塊/間隔內可以購買有限數量的門票，購買最大數量會導致價格大幅上漲。此外，一旦購買了這些門票，用於購買它們的資金將被時間鎖定，使攻擊者面臨因攻擊而導致其鎖定代幣貶值的風險。
每個區塊都由隨機選擇的利益相關者進行投票的要求意味着區塊鏈在開採時必須在所有參與者之間共享，從而提高網絡的安全性。 Decred 的混合系統還旨在賦予參與方控制 PoW 礦工的權力。
共識變更投票
Decred 從一開始就決定讓 PoS 利益相關者成爲區塊鏈治理的主導決策力量。升級批准程序包含在共識規則中。對網絡共識規則的任何更改只能在投票過程完成後才能部署。只有獲得至少 75% 的選票批准才能進行更改。一旦一定比例的礦工（95％）和選民（75％）使用已通過潛在規則更改升級的軟件，此過程就會開始。如果提案獲得 75% 的批准，則在 4 周的投票期後被接受，否則將被拒絕，如果未獲得合格多數，則開始新的投票。如果提案被接受，規則更改將在一個月後激活。
項目管理：Politeia
Decred 區塊獎勵分配給 PoW 礦工 (60%)、PDS 投票者 (30%) 和財政部 (10%)，以資助開源軟件的開發，有助於實現項目目標。持票人擁有通過 Politeia 平臺投票決定如何使用這筆資金、添加哪些功能以及遵循哪些政策的主權。
總結一下
由於權益證明 (PoS) 投票者獲得 30% 的區塊獎勵，因此他們無法僅通過質押來維持流通中的 DCR 的相對比例。大多數新生成的 DCR 流向 PoW 礦工，以換取他們在安全方面所發揮的作用。網絡並緩解純 PoS 系統的“無權益”問題。礦工通常必須出售相當一部分獲得的獎勵來滿足運營成本，從而確保市場上DCR的適當供應。
因此，Decred 區塊鏈呈現出獨特的架構，並構成混合 PoW / PoS（工作量證明 / 股權證明）系統最引人注目的示例之一。正如具有 PoS 共識的項目是一個具有顯着差異的類別一樣，未來實施混合 PoW/PoS 方法的項目也將是獨特的，並且不一定遵循 Decred 正在試驗的結構。