RPOW
当链上地址拥有真实身份后，也就意味着链上地址是稀有的。通过矿工签名构造前向相关的伪随机函数，结合移动检查点机制，保证主链安全性的同时提高了共识的效率。RPOW算法移除了算力竞争，避免资源浪费，降低了对节点性能的要求。由于一个真实身份只会对应一个挖矿地址，在保证交易性能的前提下，真正做到了“1 person 1 vote”的去中心化区块链系统。
在介绍RPOW共识机制算法之前，我们先来看下目前主流的其他共识算法以及它们存在的问题：
- POW：作为 8000 特币以及很多早期区块链项目使用的共识机制，其通过算力来选出矿工的方式，在带来较高安全性的同时也造成了资源浪费以及中心化的风险。
- POS：通过持有的权益来选出当前区块的矿工，在一定程度上缩短了共识达成的时间，不再需要大量消耗能源去挖矿。但是同样存在中心化的问题。
- PBFT：拜占庭容错机制是一种采用“许可投票、少数服从多数”来选举领导者并进行记账的共识机制，该共识机制允许拜占庭容错，允许强监督节点参与，具备权限分级能力，性能更高，耗能更低，而且每轮记账都会由全网节点共同选举领导者，允许33%的节点作恶，容错率为33%。
- Paxos：一种传统的分布式一致性算法，是一种基于选举领导者的共识机制。领导者节点拥有绝对权限，并允许强监督节点参与，其性能高，资源消耗低。所有节点一般有线下准入机制，但选举过程中不允许有作恶节点，不具备容错性。
基于身份认证系统的基础之上，Usechain与其他公链系统最大的区别在于链上身份是稀有的，且在最理想的情况下，每一个真实有效的身份只会对应一个挖矿的主地址。通过链上身份的签名产生前向相关的伪随机数，挑选出矿工进行出块，通过身份支持进行主链的分叉裁剪。
链上维护着一个矿工列表，矿工想加入列表需要先通过身份认证并且缴纳一定的押金（目前是50USE）。
- 选取矿工：当前区块的出块者，由前一个区块的出块者的签名，前一个区块的coinbase地址，当前的区块高度以及矿工列表共同计算得到。公式如下：
Q_r=Hash([Coinbase]_(r-1) ||r||[Sig]_(r-1))
[ID_Target]_r=Q_r mod N
- 矿工惩罚：在分布式系统中很难保证所有节点都时刻保持在线并且正常运行，系统选举出的矿工也很可能不能正常出块。因此我们引入了矿工惩罚机制：当选出的矿工在指定时间内没有正常出块时，会累计该矿工的惩罚分，当惩罚分到达一定数量时，会暂时或永久剥夺矿工的出块权。具体规则如下： 正常情况下区块产生的间隔时间为5s，当选举出的矿工在25s之内都没有出块时，系统将重新选择矿工进行出块，公式如下：
[ID]_nλ=hash([ID_Target]_r ||nλ||[Sig]_(r-1))
且最初被选为出块者的矿工地址将累计5分惩罚分，当惩罚分达到150分之后，将被剥夺出块权直到17280个区块（大概一天）之后才能自动恢复，如果惩罚累计达到300分，则再次被剥夺出块权直到17280个区块之后才能自动恢复，如果惩罚分累计达到450分，则将永久被剥夺出块权。 且被永久惩罚的矿工在退出矿工列表时只返还一半的押金。
RPOW算法使用最长链原则来选择主链，同时为了抵抗长程攻击，我们引入了验证者投票机制。通过设置一个区块周期，暂定为10块，每经过一个周期就对目前的主链进行一次投票确认，超过1/2票数的分叉链被确认为主链，确认点之前的区块不可被篡改。
验证者节点引入，避免了攻击者在确认点之前进行长程攻击，同时任何矿工也不会在分叉点之前的分叉上继续出块。
- 具体实现： 每隔10个区块，usechain必须产生一个“检查点”区块，该区块不打包普通交易，只会打包投票信息。在轮到出“检查点”区块时，委员会节点针对目前网络中存在的分叉进行投票，至于如何让大部分诚实节点（假设委员会超过1/2的节点是诚实的）选择同一条链呢？
首先存在的分叉链的长度必然是相等的，否则部分分叉不可能进入“检查点”投票阶段。在长度相等的条件下，投票基于以下原则：
1. 拥有第一匹配位矿工（Qr第一次匹配的矿工）数量较多的分叉，获得投票；
2. 若拥有相同的第一匹配位矿工，检查点前连续的第一匹配位矿工越多，获得投票；
3. 若还是相等，检查点前一个区块的hash最大的链，获得投票;
4. 如果未收集到半数以上的投票，则在等待5分钟之后会重新进行投票。