1、什么是POW和POS,二者區(qū)別聯(lián)系

為了深入理解 Staking 和 PoS（權(quán)益證明），本文中我們將把它與當(dāng)前最主流的共識(shí)機(jī)制——PoW（工作量證明）進(jìn)行比較。目前大多數(shù)公鏈采用的都是 PoW ，但隨著 PoS 日益受到關(guān)注，可以預(yù)期在不久的將來(lái)，PoS 的比例將會(huì)超過(guò) PoW。

現(xiàn)在幾乎所有新推出的公鏈都是基于 PoS，甚至連第二大公鏈以太坊也將在下一次重大升級(jí)中轉(zhuǎn)向 PoS。這是為什么呢？PoS 真的比 PoW 好嗎？

PoS 的確在一些方面優(yōu)于 PoW，在下文中我們將從幾個(gè)維度對(duì)二者進(jìn)行比較分析。

一、PoS 的定義

首先，讓我們來(lái)解釋一下基本概念。

| PoW 和 PoS 是兩種不同的算法，它們決定分布式網(wǎng)絡(luò)中的共識(shí)，以及如何獎(jiǎng)勵(lì)共識(shí)維護(hù)者。

換句話說(shuō)，PoW 和 PoS 闡述了如何發(fā)行新幣為網(wǎng)絡(luò)提供激勵(lì)，獎(jiǎng)勵(lì)那些提供資源的共識(shí)維護(hù)者。這些幣的價(jià)值背后都有資源支撐（礦機(jī)、ASIC 芯片或者一定數(shù)量的幣等），而且拿到獎(jiǎng)勵(lì)的前提是你必須付出誠(chéng)實(shí)的行動(dòng)。不管是BTC、ETH，還是XTZ，皆是如此。

你也許會(huì)說(shuō)：在網(wǎng)絡(luò)中提供或鎖定某些資源，同時(shí)承擔(dān)一定風(fēng)險(xiǎn)，這聽(tīng)起來(lái)很像 Staking 。沒(méi)錯(cuò)，的確是這樣！

PoW 其實(shí)可以用 PoS 的邏輯來(lái)理解，花錢買礦機(jī)設(shè)備和電力就相當(dāng)于 Staking 的一種形式。我們可以進(jìn)一步總結(jié)為，Staking 是一種傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)形式——投入資本以獲取回報(bào)。

盡管這樣理解在某些情況下也不算錯(cuò)，但我們還是回到二者的定義和它們的核心區(qū)別上來(lái)。

PoW 網(wǎng)絡(luò)的安全性來(lái)自于哈希算力，理論上算力越大收益越高，具體可參考比特幣的礦工和礦池。

PoS 的安全性來(lái)自于抵押經(jīng)濟(jì)的價(jià)值，理論上 Staking 的數(shù)量越高收益越高。（之所以說(shuō)“理論上“，是因?yàn)?Validator 的選擇是隨機(jī)的，這樣可以避免過(guò)于中心化。）

盡管每個(gè)共識(shí)協(xié)議都不盡相同，但仍有一些基本原則可供我們來(lái)比較。

接下來(lái)，我們將通過(guò)發(fā)展趨勢(shì)、可擴(kuò)展性、網(wǎng)絡(luò)安全、去中心化、成本、治理、社區(qū)參與、冷啟動(dòng)、環(huán)保多方面對(duì) PoW 和 PoS 進(jìn)行比較。

二、發(fā)展趨勢(shì)

盡管 PoS 比 PoW 的歷史短，在整體市場(chǎng)中份額也小，但它正在飛速地發(fā)展。

實(shí)際上，按市值計(jì)算的前三十名加密貨幣中有十三個(gè)已經(jīng)使用了 PoS 或類 PoS，包括 EOS、Stellar、Tron、Dash、Neo、Binance Chain、Ontology、Tezos、NEM、VeChain、Waves、Qtum、Decred、Lisk，另外還有三個(gè)（ETH、Cardano 和 OmiseGO）正在轉(zhuǎn)向 PoS。

這也意味著市場(chǎng)前三十的幣種中有超過(guò)一半在使用 PoS。另外，幾乎所有的第 二層解決方案都在使用 Staking 機(jī)制。甚至連比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)也可以被認(rèn)為是 PoS 的某種形式：一些中繼節(jié)點(diǎn)把比特幣 stake 起來(lái)，幫助用戶通過(guò)通道進(jìn)行交易，并從中賺取一些手續(xù)費(fèi)。

· 總 Staking 市值：》 160 億美元

· Staking 中鎖定的總價(jià)值：》 50 億美元。

· PoS 市值占比：9.80％

· 除 BTC 和 ETH 外，PoS 市值占比：26.6％

PoS權(quán)益證明與PoW工作量證明的比較

這些數(shù)字還在持續(xù)增長(zhǎng)，而且許多人預(yù)計(jì) PoS 鏈的總價(jià)值將在今年年底達(dá)到 500 億美金。隨著 Binance Chain、Cosmos 和 Polkadot 將各種項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到 PoS 區(qū)塊鏈協(xié)議，以及 ETH 2.0的推出，PoS 鏈的總價(jià)值可能會(huì)超過(guò)這一規(guī)模。

權(quán)益證明（PoS）似乎正慢慢占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)。

三、可擴(kuò)展性

談及可擴(kuò)展性時(shí)，必須要考慮到交易吞吐量和交易確認(rèn)時(shí)間。

交易吞吐量：出塊時(shí)間和區(qū)塊大小限制了網(wǎng)絡(luò)的交易吞吐量。采用 PoW 機(jī)制的比特幣出塊時(shí)間大概是十分鐘，其它幣種短一些，以太坊可以減少到十五秒，交易吞吐量也會(huì)隨著出塊時(shí)間的減少相應(yīng)略有增加。

在 PoS 共識(shí)維護(hù)者（比如 Validator、區(qū)塊生產(chǎn)者）的共同努力下，由于出塊時(shí)間短了很多，交易吞吐量平均要比 PoW 高出很多。

舉個(gè)例子，Tezos 已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)每秒 40 筆交易（40 TPS）。DPoS（委托權(quán)益證明）中的EOS、TRON甚至已經(jīng)可以處理超過(guò) 1000 TPS 的交易。

PoS權(quán)益證明與PoW工作量證明的比較

交易確認(rèn)時(shí)間：交易確認(rèn)時(shí)間也是區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性一個(gè)重要的衡量因素，尤其是在商業(yè)環(huán)境中。在 PoS 共識(shí)機(jī)制中，交易速度更快，甚至在某些場(chǎng)景下的幾乎能實(shí)時(shí)確認(rèn)。

四、網(wǎng)絡(luò)安全

眾所周知，早在 2009 年比特幣作為 PoW 的先驅(qū)就已啟動(dòng)，并穩(wěn)定運(yùn)行了十多年，后來(lái)的很多其它數(shù)字貨幣也都采用了 PoW 共識(shí)機(jī)制。十年來(lái)，PoW 已成為一個(gè)公鏈設(shè)計(jì)模版，歷經(jīng)多次攻擊，可靠性和安全性久經(jīng)考驗(yàn)。

短期內(nèi) PoW 可能受到挖礦壟斷的威脅，通過(guò)購(gòu)買外部設(shè)備提升算力，發(fā)起 51% 攻擊。但對(duì)于比特幣來(lái)說(shuō)，購(gòu)買哈希算力來(lái)實(shí)現(xiàn)此類攻擊幾乎是不可能的，但對(duì)于一些小規(guī)模的 PoW 鏈，像 Verge、ETC 則是可行的。

如果要估算對(duì)比特幣實(shí)施 51% 攻擊的成本，我們首先要考慮硬件和電力成本。

· 總哈希算力： 50，000，000 TH/s

· 螞蟻礦機(jī) S9 當(dāng)前價(jià)格： $300

· 螞蟻礦機(jī) S9 哈希算力： 13 TH/s

· 51% 攻擊的硬件成本： $1，153，846，153 USD （約占網(wǎng)絡(luò)價(jià)值的 1.11%）

PoS 和 Staking 還是新鮮事物，雖然像 PeerCoin、Ardor 這些幣已經(jīng)存在了很長(zhǎng)時(shí)間，但是第一個(gè)主流 PoS 鏈 Tezos 直到 2018 年夏才上線。

PoS 幣還沒(méi)有做過(guò)嚴(yán)格的壓力測(cè)試，所以我們也不知道可能將面臨什么樣的問(wèn)題。

以下列舉一部分 PoS 可能面臨的攻擊：

長(zhǎng)程攻擊Long Range Attack

長(zhǎng)程攻擊就是攻擊者創(chuàng)建了一條從創(chuàng)世區(qū)塊開(kāi)始的長(zhǎng)區(qū)塊鏈分支，并試圖替換掉當(dāng)前的合法主鏈。該分支上可能存有和主鏈不同的交易和區(qū)塊，所以這種攻擊又被稱為替換歷史攻擊或歷史覆寫(xiě)攻擊。

無(wú)利害攻擊Nothing at Stake Attack

PoS 網(wǎng)絡(luò)還存在無(wú)利害攻擊。不像 PoW，PoS 運(yùn)行多條鏈的成本很低，Validator 可以向多個(gè)鏈投票而不會(huì)遭受任何損失，這就違反了共識(shí)協(xié)議。

51% 攻擊 （51% Attack）

你可能以為發(fā)起 51% 攻擊需要持有總幣量的 51%，但是在一些 PoS 網(wǎng)絡(luò)中，只需要最少 33% 的 stake 資金就能發(fā)起這樣一場(chǎng)攻擊。

而且如果能吸收他人投票，攻擊者甚至都不需要用自己的幣去發(fā)起攻擊，他們甚至還可以通過(guò)購(gòu)買或賄賂的方式來(lái)獲取投票。

還有一點(diǎn)就是，我說(shuō)的這 33% 不是該 PoS 幣總供給量的 33%，而是 Staking 資金池的 33%。這樣來(lái)算的話，發(fā)起 51% 攻擊所需要的幣量會(huì)更少。

低 Staking 參與率 Low Staking ParticipaTIon

如上所說(shuō)，在一些 PoS 網(wǎng)絡(luò)中，只需要質(zhì)押活躍在資金池中 33% 的幣量就能發(fā)起一場(chǎng) 51% 攻擊。比如，stake 率為 25%，33%* 25%=1/12，即發(fā)起一次攻擊只需要該 PoS 幣總供給量的 1/12。

私鑰攻擊 Private Key Attack

私鑰聯(lián)網(wǎng)后一旦被獲取，攻擊人就會(huì)獲得 Staking 資金的所有權(quán)和簽署交易的權(quán)利。即使私鑰不直接控制所有 Staking 資金，獲得了私鑰就獲得 ValidaTIon 和 Staking 的權(quán)力，方便發(fā)起攻擊。

所以說(shuō)，PoS 網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)很大的安全風(fēng)險(xiǎn)存在于把網(wǎng)絡(luò)價(jià)值（stake）轉(zhuǎn)移到 Validator 的過(guò)程中，這期間可能導(dǎo)致的高度中心化和網(wǎng)絡(luò)攻擊。只要擁有大量資源，就可能通過(guò)購(gòu)買選票或 Validator 的壟斷組織來(lái)發(fā)起一場(chǎng)攻擊。

LISK 就在發(fā)生類似的情況，Validator 成立了幾個(gè)組織來(lái)操控激勵(lì)份額。EOS 的 Validator 還制定了 EOS 憲法，規(guī)定投票者不能獲得任何的獎(jiǎng)勵(lì)。

大家請(qǐng)留意以上提及的幾種攻擊，部分 PoS 在設(shè)計(jì)之初可能針對(duì)這些攻擊有所預(yù)防，但目前 PoS 仍然沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)實(shí)際的壓力測(cè)試。

像 DCR、DASH 這樣的混合共識(shí)機(jī)制也已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)，出于安全考慮，它在挖礦中使用比特幣作為母鏈，同時(shí)又有著類似 EOS 的 DPoS 共識(shí)算法。這樣的混合共識(shí)機(jī)制也值得探索。

五、去中心化

PoW

PoW 挖礦依賴機(jī)器設(shè)備，這些設(shè)備有較高的門檻，并且技術(shù)被少數(shù)公司壟斷。

挖礦也是一項(xiàng)艱巨的工程，因?yàn)橘?gòu)買 ASIC 芯片屬于長(zhǎng)期投資，不像 PoS 資金那樣具有流動(dòng)性。

而且現(xiàn)在挖礦的利潤(rùn)又很低，只有那些擁有硬件技術(shù)和廉價(jià)電力的大型企業(yè)才能有利可圖。

PoS

與 PoW 不同，PoS 共識(shí)機(jī)制的核心是網(wǎng)絡(luò)中的幣，這些幣可以在交易所甚至 OTC 市場(chǎng)大量購(gòu)買，不需要通過(guò)挖礦獲取，所以參與 Staking 幾乎沒(méi)有門檻。在 PoS 共識(shí)機(jī)制中，超級(jí)節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)運(yùn)行和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)獲得獎(jiǎng)勵(lì)，所以運(yùn)行節(jié)點(diǎn)的動(dòng)機(jī)是很高的。

雖然不是所有人都愿意或有能力去運(yùn)行節(jié)點(diǎn)，但是 Staking 機(jī)制對(duì)于去中心化是很重要的，因?yàn)?PoS 允許所有持幣人在沒(méi)有運(yùn)行節(jié)點(diǎn)的情況下投票并參與共識(shí)。

不過(guò)你會(huì)不會(huì)認(rèn)為在 PoS 共識(shí)機(jī)制下富者恒富呢？和 PoW 相比，其實(shí)不然。在 PoW 共識(shí)機(jī)制中，“富者恒富”的法則更明顯，有錢的礦工可以買很多 ASIC 礦機(jī)，他們有資源優(yōu)勢(shì)并享受高回報(bào)。PoW 的大礦工享受規(guī)模經(jīng)濟(jì)下的回報(bào)；但對(duì)于 PoS Staker 而言，只有線性收益。

六、成本

討論成本，我們得從三個(gè)方面來(lái)考慮：

1. 鏈上交易成本

2. 維護(hù)區(qū)塊鏈所需要的資金成本

3. 補(bǔ)償 Validator 或礦工所需要的通脹成本

鏈上交易成本

在公鏈上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是極其昂貴的，每個(gè)字節(jié)都需要傳送到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)里的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，并被這些節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)存。

在 PoW 共識(shí)里，比特幣交易的成本大約為 1.91 美元每筆，以太坊的交易成本約為 0.1 美元每筆，交易成本會(huì)隨著幣價(jià)的漲跌變動(dòng)。牛市高點(diǎn)的某些時(shí)候，比特幣和以太坊交易費(fèi)用分別可高達(dá) 54.9 美元和 5.5 美元。

在 PoS 共識(shí)里，交易費(fèi)用就低很多。拿 Tezos 舉例，每筆交易費(fèi)用只有 0.01 美元左右，其它像 Cosmos 的 PoS 幣也差不多。

現(xiàn)在，我們?cè)賮?lái)看看維護(hù)區(qū)塊鏈所需要的成本。

維護(hù)一個(gè)區(qū)塊鏈所需要的成本

PoW 需要高昂的硬件和電力成本，而在 PoS 里，成為一個(gè) Validator 就只需要一臺(tái)安全&良好運(yùn)行的設(shè)備，和很少的電力成本就可以了。

在比特幣網(wǎng)絡(luò)里，每年所需的硬件維護(hù)成本大概是 20億 美元（這些硬件的壽命大概是 18 個(gè)月），電力成本約為 40億 美元（電力按 0.08 美元每千瓦算）。

這就是說(shuō)，為了 PoW 網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，需要投入網(wǎng)絡(luò)總價(jià)值的 6.5%。而在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，維護(hù)成本僅占網(wǎng)絡(luò)總價(jià)值的 0.1%。

通脹成本

在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，通脹率約為 6%，而 PoW 網(wǎng)絡(luò)里，這一比例約為 4%（只是預(yù)估）。

區(qū)塊鏈的激勵(lì)設(shè)計(jì)會(huì)隨著時(shí)間的推進(jìn)而降低通脹，PoW 比 PoS 存在的時(shí)間更久，因此我們可以說(shuō)二者的通脹水平是差不多的，未來(lái) PoS 的通脹率也會(huì)變得越來(lái)越低。

在 PoW 網(wǎng)絡(luò)里，那些不是礦工的投資者并沒(méi)有一個(gè)好的抵御通脹的方法，而在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，持幣者卻可以通過(guò)幣生幣獲得一定收益。

七、治理

在 PoW 網(wǎng)絡(luò)里，協(xié)議治理可分成幾方：

1. 礦工：決定交易信息是否被確認(rèn)以及該挖哪條鏈

2. 用戶：決定該接受哪個(gè)協(xié)議，以及使用哪個(gè)生態(tài)

3. 基金會(huì)：決定如何在不同的開(kāi)發(fā)組織間分配資金

4. 節(jié)點(diǎn)：決定運(yùn)行哪個(gè)軟件并通過(guò) API 向用戶提供服務(wù)

在 PoW 網(wǎng)絡(luò)，很難說(shuō)到底誰(shuí)持有最大的投票權(quán)，因?yàn)?PoW 里的投票權(quán)很難量化。然而，為了維護(hù)網(wǎng)絡(luò)以及管理巨大的資源和網(wǎng)絡(luò)，在各方之間依然需要有一個(gè)共識(shí)。PoW 網(wǎng)絡(luò)中治理的透明度匱乏使得協(xié)議的設(shè)計(jì)和升級(jí)進(jìn)程緩慢。

PoS 治理也是分布在以上提到的幾個(gè)群體，但是治理機(jī)制更加系統(tǒng)，我們可以遵守一條簡(jiǎn)單的規(guī)則—— 1:1 投票。

而且，在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，我們可以實(shí)施鏈上治理 （實(shí)際上，PoW 網(wǎng)絡(luò)也可以實(shí)現(xiàn)，但目前沒(méi)有嘗試）。鏈上治理允許我們創(chuàng)建協(xié)議或?qū)f(xié)議提出改進(jìn)的建議，還可以在鏈上進(jìn)行投票。基于鏈上投票的結(jié)果，協(xié)議可自動(dòng)執(zhí)行。目前 Tezos 就是采用的這種鏈上治理機(jī)制。

其它治理投票的 PoS 例子還有：

· EOS

· Decred

· Dash

· Cosmos

PoS 治理中清晰透明的投票設(shè)計(jì)有利于協(xié)議變動(dòng)可以被快速執(zhí)行。

八、社區(qū)參與

PoW 礦工有著傳統(tǒng)的商業(yè)思維，他們更愿意投資一種自己熟悉的傳統(tǒng)商業(yè)模式。對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，挖礦類似于工廠制造業(yè)。挖礦設(shè)備就是生產(chǎn)設(shè)備，技術(shù)越高級(jí)，效率就越高。廉價(jià)的電力對(duì)于挖礦業(yè)來(lái)說(shuō)是必要的資源，這些商業(yè)模式對(duì)于市場(chǎng)價(jià)格的依賴和傳統(tǒng)工廠依賴鋼鐵價(jià)格一個(gè)道理。

這其中當(dāng)然是有風(fēng)險(xiǎn)的：如果數(shù)字貨幣價(jià)格下跌，挖礦可能會(huì)變得無(wú)利可圖。但在大多數(shù)情況下，市價(jià)拋售所有幣也是能賺到錢的。

今天的礦工大多數(shù)都是礦機(jī)設(shè)備和電力有一定資源的人，他們很少有動(dòng)力參與到社區(qū)中來(lái)。如果他們真的相信幣的價(jià)值，直接投資即可回報(bào)不菲。直接投資比特幣現(xiàn)在的回報(bào)已經(jīng)超過(guò)挖礦，我們認(rèn)為長(zhǎng)期這一趨勢(shì)不會(huì)改變。

相比之下，PoS 里的 Validator 更像是投資人，他們需要對(duì)所持?jǐn)?shù)字貨幣背后的技術(shù)有很深的理解，同時(shí)對(duì)協(xié)議的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。大型PoS 幣種一般都有獨(dú)立的研究團(tuán)隊(duì)。

為了獲得更多的投票，這些 Validator 一般需要持有大量的幣。通過(guò) Staking 或者提供 Staking 服務(wù)，這些資金會(huì)被鎖定一定時(shí)間，如果想動(dòng)用部分資金，那他們可能不能繼續(xù)為所有的客戶提供服務(wù)。

這樣 Validator 就成為了長(zhǎng)期投資者，他們更有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)和價(jià)值。激勵(lì)越高，投入越多。

這就好比早期階段的創(chuàng)業(yè)投資，VC 為他們投資的公司提供支持。這一比喻形象地概括了挖礦投資理論，在 Coinfund 使用后廣為傳播。

九、冷啟動(dòng)

發(fā)行一條公鏈最好的辦法是什么？鑒于代幣在公鏈采用和融資中起到的作用，我們必須考慮到公眾通過(guò)什么方式獲得代幣。

發(fā)行一條 PoW 鏈?zhǔn)鞘趾?jiǎn)單的。最初 PoW 的發(fā)行量為 0，每個(gè)人通過(guò)挖礦獲得平等的參與權(quán)。這個(gè)過(guò)程看起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單、平等、透明。

為了給持續(xù)的協(xié)議研究和發(fā)展提供支持，還可以像 Zcash 一樣成立一個(gè)發(fā)展基金， 有一小部分的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)直接授予開(kāi)發(fā)者。

PoS 網(wǎng)絡(luò)的冷啟動(dòng)（Bootstrapping）要更復(fù)雜，從一開(kāi)始，就需要多方都持有一部分權(quán)益，ICO 比例在發(fā)行前就被決定了。

最普遍的方法是代幣發(fā)行（ICO 也好，IEO 也好，或者其它的形式），原始代幣供應(yīng)被賣或發(fā)給投資者、開(kāi)發(fā)者團(tuán)隊(duì)、基金會(huì)、理事會(huì)等等。

因?yàn)閰⑴c原始權(quán)益分配的大型投資者準(zhǔn)入門檻高、同時(shí)也可以拿到豐厚回報(bào)，這種代幣發(fā)行一般不太公平，對(duì)于社區(qū)的普通投資者來(lái)說(shuō)有較多的限制。

代幣的授予期通常不透明，而且時(shí)常變來(lái)變?nèi)ァ＿@也意味著投資者的權(quán)益可能被稀釋了，但仍被蒙在鼓里。

另一種發(fā)行代幣的方法是空投，人們不需要直接投資即可收到一定數(shù)量的代幣。這種代幣空投通常在接收者不知情的情況下發(fā)生，而且數(shù)量極其少，相比于總量來(lái)說(shuō)幾乎可以忽略。由于透明度的缺失，這似乎也不是最好的方法。

除此之外，也有其它一些冷啟動(dòng)方式出現(xiàn)，但依然出于早期階段，現(xiàn)在很難下結(jié)論。其中一個(gè)是 Cosmos 引入的類似于“跨鏈空投”的概念，它是通過(guò)硬分區(qū)（hard spoon）實(shí)現(xiàn)——通過(guò)復(fù)制一條 PoW 或 PoS 鏈上的數(shù)字貨幣帳戶余額到一條新的 PoS 鏈上，這條鏈上的新數(shù)字貨幣具有互用性，并可以拿來(lái)做 Staking。

“Hard Spoon：基于一個(gè)現(xiàn)有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)形成一條新鏈；該新鏈不是和原有鏈進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，而是提供了更為廣泛的訪問(wèn)。”  Tendermint 創(chuàng)始人 Jae KwonJae Kwon

十、環(huán)保

如果我們看保護(hù)一條公鏈的成本，PoW 比 PoS 貴太多了，畢竟設(shè)備和電力成本很高。從這個(gè)角度來(lái)看，PoW 對(duì)環(huán)境顯然不友好。

盡管如此，我們認(rèn)為消耗的電力與我們所得到的價(jià)值相比還是微不足道的。我們得到的是一個(gè)去信任化、全球化、不可篡改、安全度極高的賬本。和黃金開(kāi)采、以及現(xiàn)有金融體系消耗的成本相比，PoW 的成本并沒(méi)有那么高。如果只看對(duì)環(huán)境的影響，我們承認(rèn) PoS 更優(yōu)，因?yàn)樗h(huán)保。

結(jié)論

在本文中，我們從幾個(gè)維度把 PoW 和 PoS 進(jìn)行了對(duì)比。兩者都不完美，未來(lái)不會(huì)出現(xiàn)一種共識(shí)機(jī)制統(tǒng)一天下的情況。

我們強(qiáng)烈地相信，最終至少有一條 PoW 鏈會(huì)存在，它很可能是比特幣。 PoW 鏈提供了無(wú)可比擬的安全性和不可撤銷性，而且可以作為全球結(jié)算層以及真實(shí)數(shù)據(jù)的一個(gè)來(lái)源。圍繞比特幣，人們寄托了很多愿景，同時(shí)也存有諸多爭(zhēng)議。

越來(lái)越多新的區(qū)塊鏈協(xié)議開(kāi)始采用 PoS 的安全模型，而且隨著以太坊逐漸從 PoW 轉(zhuǎn)移到 PoS，PoS 所占的比例也將大幅增加。

大多數(shù)的第二層解決方案也采用 PoS，帶動(dòng) Staking 的話題在區(qū)塊鏈的世界里變得火熱起來(lái)。

如果我們來(lái)看看像 Cosmos 和 Polkadot 這些互動(dòng)型和應(yīng)用型的 PoS 鏈，我們會(huì)發(fā)現(xiàn) PoS 甚至?xí)鸵恍┫癖忍貛拧㈤T羅幣、大零幣這樣的 PoW 鏈產(chǎn)生聯(lián)系。這些 PoW 鏈需要擁有自己的分區(qū)（Zone）、平行鏈（Parachains）和網(wǎng)橋（Bridges）或者與它們進(jìn)行聯(lián)通，間接地成為 Staking 經(jīng)濟(jì)中的一份子。

總結(jié)一下，PoS 日漸崛起的原因有：

1. 可以賺取 Staking 收益，不被通脹稀釋

2. 參與共識(shí)的低門檻準(zhǔn)入

3. 可擴(kuò)展性更強(qiáng)

4. 沒(méi)有規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，更去中心化

5. 維護(hù)區(qū)塊鏈成本更低

6. 1:1 投票，治理更透明

7. 對(duì)共識(shí)維護(hù)者（比如 Validator）和社區(qū)有更高的激勵(lì)

8. 更環(huán)保

值得一提的是，以上提到的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)是有一定代價(jià)和成本的。PoS 目前還沒(méi)有像 PoW 那樣可追溯的歷史數(shù)據(jù)。未來(lái)，隨著整體市場(chǎng)的成熟，我們將會(huì)看到PoW 和 PoS 的發(fā)展軌跡越來(lái)越完整，也更便于我們學(xué)習(xí)。當(dāng)然不會(huì)出現(xiàn)一鏈統(tǒng)天下的狀況，就像不會(huì)只存在一種算法。像 Decred 這種 PoS+PoW 混合體系可能會(huì)越來(lái)越受歡迎，但這又是另一個(gè)話題了。

POW：全稱Proof of Work，工作量證明。

POS：全稱Proof of Stake，權(quán)益證明。

這兩者都區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制，是數(shù)字貨幣的記賬方法。

區(qū)別是：

1、POW機(jī)制：工作量證明機(jī)制即對(duì)于工作量的證明，是生成要加入到區(qū)塊鏈中的一筆新的交易信息(即新區(qū)塊)時(shí)必須滿足的要求。在基于工作量證明機(jī)制構(gòu)建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過(guò)計(jì)算隨機(jī)哈希散列的數(shù)值解爭(zhēng)奪記賬權(quán)，求得正確的數(shù)值解以生成區(qū)塊的能力是節(jié)點(diǎn)算力的具體表現(xiàn)。

2、POS機(jī)制：權(quán)益證明要求證明人提供一定數(shù)量加密貨幣的所有權(quán)即可。權(quán)益證明機(jī)制的運(yùn)作方式是，當(dāng)創(chuàng)造一個(gè)新區(qū)塊時(shí)，礦工需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)“幣權(quán)”交易，交易會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的比例把一些幣發(fā)送給礦工本身。權(quán)益證明機(jī)制根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有代幣的比例和時(shí)間，依據(jù)算法等比例地降低節(jié)點(diǎn)的挖礦難度，從而加快了尋找隨機(jī)數(shù)的速度。

擴(kuò)展資料：

比特幣（BitCoin）的概念最初由中本聰在2009年提出，根據(jù)中本聰?shù)乃悸吩O(shè)計(jì)發(fā)布的開(kāi)源軟件以及建構(gòu)其上的P2P網(wǎng)絡(luò)。比特幣是一種P2P形式的數(shù)字貨幣。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸意味著一個(gè)去中心化的支付系統(tǒng)。 

與大多數(shù)貨幣不同，比特幣不依靠特定貨幣機(jī)構(gòu)發(fā)行，它依據(jù)特定算法，通過(guò)大量的計(jì)算產(chǎn)生，比特幣經(jīng)濟(jì)使用整個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò)中眾多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)確認(rèn)并記錄所有的交易行為，并使用密碼學(xué)的設(shè)計(jì)來(lái)確保貨幣流通各個(gè)環(huán)節(jié)安全性。P2P的去中心化特性與算法本身可以確保無(wú)法通過(guò)大量制造比特幣來(lái)人為操控幣值。

參考資料：百度百科-共識(shí)機(jī)制

POW全稱Proof of Work，即工作量證明；POS全稱Proof of Stake，權(quán)益證明。Pow和pos都屬于區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制。

PoW和PoS的全面比較可參考：知乎：PoW和PoS的全面比較

https://v.vzuu.com/video/1129824006290935808

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和演變，包含了：POW、POS、DPOS、Pool驗(yàn)證池、DBFT、POC、POR等共識(shí)算法機(jī)制。今天，貝數(shù)區(qū)塊鏈就和大家一起聊聊POW、POS、DPOS幾個(gè)主流共識(shí)機(jī)制的相關(guān)知識(shí)。關(guān)注貝數(shù)區(qū)塊鏈、從小白變大神！

我們來(lái)說(shuō)點(diǎn)簡(jiǎn)單易懂的。
POW是工作量證明，典型的代表就是比特幣，比特幣礦機(jī)通過(guò)計(jì)算哈希值，來(lái)確定新的區(qū)塊由誰(shuí)來(lái)主導(dǎo)，這個(gè)時(shí)候就要由工作量證明來(lái)體現(xiàn)區(qū)別，比特幣的哈希值，是每個(gè)機(jī)器都能一次算出來(lái)一個(gè)值，但是不一定這個(gè)值就是最符合標(biāo)準(zhǔn)的，所以單位時(shí)間內(nèi)誰(shuí)算的次數(shù)最多誰(shuí)的機(jī)會(huì)就越大，所以就有了大家瘋狂買礦機(jī)，并且必須要加入礦池才能挖礦的原因。

POS是權(quán)益證明，這個(gè)就像是存證，如果你想要挖礦的話，POW加入的是礦池，POS就要加入節(jié)點(diǎn)，你持有的幣越多，那么后續(xù)你記錄，挖礦的機(jī)會(huì)就越大，整體感覺(jué)就有點(diǎn)像是存款，你存的越多，你獲得的利息就越高，當(dāng)然銀行的利率是不會(huì)變的，但是節(jié)點(diǎn)的挖礦幾率是有變化的。Hubox研究院——給你帶來(lái)最簡(jiǎn)單的區(qū)塊鏈知識(shí)。

2、區(qū)塊鏈技術(shù)中的共識(shí)機(jī)制是什么?

區(qū)塊鏈很重要的一點(diǎn)是區(qū)塊鏈共識(shí)，共識(shí)是區(qū)塊鏈最大的價(jià)值，但是什么是共識(shí)機(jī)制，共識(shí)機(jī)制又分為哪些種類？

目前區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制大致可以分為三類：pow,pos,dpos，pow即Proof of Work,工作量證明機(jī)制，在POW機(jī)制下為了獲取記賬權(quán)和激勵(lì)，礦工必須通過(guò)一定量的工作量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，誰(shuí)最快最準(zhǔn)計(jì)算出了答案，就獲取到了記賬權(quán)和獎(jiǎng)勵(lì)，這是以時(shí)間、資源為擔(dān)保，確保記賬工作的真實(shí)和有效性，POW是一種按勞分配的模式，算力越高、挖礦時(shí)間越長(zhǎng)，獲得的數(shù)字貨幣就越多了，比較典型的就是btc，btm，它的很大的優(yōu)點(diǎn)在于安全系數(shù)高。

pos,Proof of Stake,權(quán)益證明機(jī)制,POS也稱股權(quán)證明機(jī)制,是通過(guò)持幣產(chǎn)生利息,從而對(duì)于驗(yàn)證人以及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),這里我們大家首先要了解一個(gè)概念,就是幣齡.幣齡等于幣的數(shù)量乘以幣持有的天數(shù),因而你持有的幣數(shù)量越多,持有天數(shù)越長(zhǎng),你獲到的記賬權(quán)和激勵(lì)的概率就會(huì)越大啦！當(dāng)你獲得激勵(lì)之后，你的持幣天數(shù)就會(huì)清零，幣齡也回被清空這樣周而復(fù)始，比較有代表性的是量子鏈，關(guān)于dpos是什么，以及這些主要共識(shí)機(jī)制的利弊是什么，字太多了，可以看看這個(gè)視頻，里面講的比較清楚喵懂區(qū)塊鏈11期 | 不了解共識(shí)機(jī)制，何以談區(qū)塊鏈？

區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制是什么？

1.共識(shí)機(jī)制是什么
在一個(gè)去中心化的結(jié)構(gòu)體系中，由于各個(gè)參與方的地位是平等的，當(dāng)出現(xiàn)分歧的時(shí)候，如何達(dá)成共識(shí)就成了問(wèn)題。
所以，一個(gè)設(shè)計(jì)精妙、實(shí)際操作起來(lái)簡(jiǎn)單的共識(shí)機(jī)制是一個(gè)分布式的體系能夠順利自運(yùn)轉(zhuǎn)下去的關(guān)鍵所在。
簡(jiǎn)而言之，共識(shí)機(jī)制就是在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)事物的前后順序達(dá)成共識(shí)的一種算法，是區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)就區(qū)塊信息達(dá)成全網(wǎng)一致共識(shí)的機(jī)制。

3、區(qū)塊鏈幾大共識(shí)機(jī)制及優(yōu)缺點(diǎn)

首先，沒(méi)有一種共識(shí)機(jī)制是完美無(wú)缺的，各共識(shí)機(jī)制都有其優(yōu)缺點(diǎn)，有些共識(shí)機(jī)制是為解決一些特定的問(wèn)題而生。
1.pow( Proof of Work）工作量證明
一句話介紹：干的越多，收的越多。
依賴機(jī)器進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)獲取記賬權(quán)，資源消耗相比其他共識(shí)機(jī)制高、可監(jiān)管性弱，同時(shí)每次達(dá)成共識(shí)需要全網(wǎng)共同參與運(yùn)算，性能效率比較低，容錯(cuò)性方面允許全網(wǎng)50%節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)。
優(yōu)點(diǎn)：
1)算法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；
2)節(jié)點(diǎn)間無(wú)需交換額外的信息即可達(dá)成共識(shí)；
3)破壞系統(tǒng)需要投入極大的成本；
缺點(diǎn)：
1)浪費(fèi)能源；
2)區(qū)塊的確認(rèn)時(shí)間難以縮短；
3)新的區(qū)塊鏈必須找到一種不同的散列算法，否則就會(huì)面臨比特幣的算力攻擊；
4)容易產(chǎn)生分叉，需要等待多個(gè)確認(rèn)；
5)永遠(yuǎn)沒(méi)有最終性，需要檢查點(diǎn)機(jī)制來(lái)彌補(bǔ)最終性；
2.POS Proof of Stake，權(quán)益證明
一句話介紹：持有越多，獲得越多。
主要思想是節(jié)點(diǎn)記賬權(quán)的獲得難度與節(jié)點(diǎn)持有的權(quán)益成反比，相對(duì)于PoW，一定程度減少了數(shù)學(xué)運(yùn)算帶來(lái)的資源消耗，性能也得到了相應(yīng)的提升，但依然是基于哈希運(yùn)算競(jìng)爭(zhēng)獲取記賬權(quán)的方式，可監(jiān)管性弱。該共識(shí)機(jī)制容錯(cuò)性和PoW相同。它是Pow的一種升級(jí)共識(shí)機(jī)制，根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所占代幣的比例和時(shí)間，等比例的降低挖礦難度，從而加快找隨機(jī)數(shù)的速度
優(yōu)點(diǎn)：在一定程度上縮短了共識(shí)達(dá)成的時(shí)間；不再需要大量消耗能源挖礦。
缺點(diǎn)：還是需要挖礦，本質(zhì)上沒(méi)有解決商業(yè)應(yīng)用的痛點(diǎn)；所有的確認(rèn)都只是一個(gè)概率上的表達(dá)，而不是一個(gè)確定性的事情，理論上有可能存在其他攻擊影響。例如，以太坊的DAO攻擊事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出現(xiàn)，事實(shí)上證明了此次硬分叉的失敗。
DPOS與POS原理相同，只是選了一些“人大代表”。
BitShares社區(qū)首先提出了DPoS機(jī)制。
與PoS的主要區(qū)別在于節(jié)點(diǎn)選舉若干代理人，由代理人驗(yàn)證和記賬。其合規(guī)監(jiān)管、性能、資源消耗和容錯(cuò)性與PoS相似。類似于董事會(huì)投票，持幣者投出一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)，代理他們進(jìn)行驗(yàn)證和記賬。
DPoS的工作原理為：
去中心化表示每個(gè)股東按其持股比例擁有影響力，51%股東投票的結(jié)果將是不可逆且有約束力的。其挑戰(zhàn)是通過(guò)及時(shí)而高效的方法達(dá)到51%批準(zhǔn)。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，每個(gè)股東可以將其投票權(quán)授予一名代表。獲票數(shù)最多的前100位代表按既定時(shí)間表輪流產(chǎn)生區(qū)塊。每名代表分配到一個(gè)時(shí)間段來(lái)生產(chǎn)區(qū)塊。所有的代表將收到等同于一個(gè)平均水平的區(qū)塊所含交易費(fèi)的10%作為報(bào)酬。如果一個(gè)平均水平的區(qū)塊含有100股作為交易費(fèi)，一名代表將獲得1股作為報(bào)酬。
網(wǎng)絡(luò)延遲有可能使某些代表沒(méi)能及時(shí)廣播他們的區(qū)塊，而這將導(dǎo)致區(qū)塊鏈分叉。然而，這不太可能發(fā)生，因?yàn)橹圃靺^(qū)塊的代表可以與制造前后區(qū)塊的代表建立直接連接。建立這種與你之后的代表(也許也包括其后的那名代表)的直接連接是為了確保你能得到報(bào)酬。
該模式可以每30秒產(chǎn)生一個(gè)新區(qū)塊，并且在正常的網(wǎng)絡(luò)條件下區(qū)塊鏈分叉的可能性極其小，即使發(fā)生也可以在幾分鐘內(nèi)得到解決。
成為代表：
成為一名代表，你必須在網(wǎng)絡(luò)上注冊(cè)你的公鑰，然后分配到一個(gè)32位的特有標(biāo)識(shí)符。然后該標(biāo)識(shí)符會(huì)被每筆交易數(shù)據(jù)的“頭部”引用。
授權(quán)選票：
每個(gè)錢包有一個(gè)參數(shù)設(shè)置窗口，在該窗口里用戶可以選擇一個(gè)或更多的代表，并將其分級(jí)。一經(jīng)設(shè)定，用戶所做的每筆交易將把選票從“輸入代表”轉(zhuǎn)移至“輸出代表”。一般情況下，用戶不會(huì)創(chuàng)建特別以投票為目的的交易，因?yàn)槟菍⒑馁M(fèi)他們一筆交易費(fèi)。但在緊急情況下，某些用戶可能覺(jué)得通過(guò)支付費(fèi)用這一更積極的方式來(lái)改變他們的投票是值得的。
保持代表誠(chéng)實(shí)：
每個(gè)錢包將顯示一個(gè)狀態(tài)指示器，讓用戶知道他們的代表表現(xiàn)如何。如果他們錯(cuò)過(guò)了太多的區(qū)塊，那么系統(tǒng)將會(huì)推薦用戶去換一個(gè)新的代表。如果任何代表被發(fā)現(xiàn)簽發(fā)了一個(gè)無(wú)效的區(qū)塊，那么所有標(biāo)準(zhǔn)錢包將在每個(gè)錢包進(jìn)行更多交易前要求選出一個(gè)新代表。
抵抗攻擊：
在抵抗攻擊上，因?yàn)榍?00名代表所獲得的權(quán)力權(quán)是相同的，每名代表都有一份相等的投票權(quán)。因此，無(wú)法通過(guò)獲得超過(guò)1%的選票而將權(quán)力集中到一個(gè)單一代表上。因?yàn)橹挥?00名代表，可以想象一個(gè)攻擊者對(duì)每名輪到生產(chǎn)區(qū)塊的代表依次進(jìn)行拒絕服務(wù)攻擊。幸運(yùn)的是，由于事實(shí)上每名代表的標(biāo)識(shí)是其公鑰而非IP地址，這種特定攻擊的威脅很容易被減輕。這將使確定DDOS攻擊目標(biāo)更為困難。而代表之間的潛在直接連接，將使妨礙他們生產(chǎn)區(qū)塊變得更為困難。
優(yōu)點(diǎn)：大幅縮小參與驗(yàn)證和記賬節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，可以達(dá)到秒級(jí)的共識(shí)驗(yàn)證。
缺點(diǎn)：整個(gè)共識(shí)機(jī)制還是依賴于代幣，很多商業(yè)應(yīng)用是不需要代幣存在的。
3.PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance，實(shí)用拜占庭容錯(cuò)
介紹：在保證活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容錯(cuò)性。
在分布式計(jì)算上，不同的計(jì)算機(jī)透過(guò)訊息交換，嘗試達(dá)成共識(shí)；但有時(shí)候，系統(tǒng)上協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)（Coordinator / Commander）或成員計(jì)算機(jī) （Member /Lieutanent）可能因系統(tǒng)錯(cuò)誤并交換錯(cuò)的訊息，導(dǎo)致影響最終的系統(tǒng)一致性。
拜占庭將軍問(wèn)題就根據(jù)錯(cuò)誤計(jì)算機(jī)的數(shù)量，尋找可能的解決辦法，這無(wú)法找到一個(gè)絕對(duì)的答案，但只可以用來(lái)驗(yàn)證一個(gè)機(jī)制的有效程度。
而拜占庭問(wèn)題的可能解決方法為：
在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決。其中，N為計(jì)算機(jī)總數(shù)，F(xiàn)為有問(wèn)題計(jì)算機(jī)總數(shù)。信息在計(jì)算機(jī)間互相交換后，各計(jì)算機(jī)列出所有得到的信息，以大多數(shù)的結(jié)果作為解決辦法。
1）系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)可以脫離幣的存在，pbft算法共識(shí)各節(jié)點(diǎn)由業(yè)務(wù)的參與方或者監(jiān)管方組成，安全性與穩(wěn)定性由業(yè)務(wù)相關(guān)方保證。
2）共識(shí)的時(shí)延大約在2~5秒鐘，基本達(dá)到商用實(shí)時(shí)處理的要求。
3）共識(shí)效率高，可滿足高頻交易量的需求。
缺點(diǎn)：
1)當(dāng)有1/3或以上記賬人停止工作后，系統(tǒng)將無(wú)法提供服務(wù)；
2)當(dāng)有1/3或以上記賬人聯(lián)合作惡，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)孤島時(shí)，惡意記賬人可以使系統(tǒng)出現(xiàn)分叉，但是會(huì)留下密碼學(xué)證據(jù)
下面說(shuō)兩個(gè)國(guó)產(chǎn)的吧~
4.dBFT： delegated BFT 授權(quán)拜占庭容錯(cuò)算法
介紹：小蟻采用的dBFT機(jī)制，是由權(quán)益來(lái)選出記賬人，然后記賬人之間通過(guò)拜占庭容錯(cuò)算法來(lái)達(dá)成共識(shí)。
此算法在PBFT基礎(chǔ)上進(jìn)行了以下改進(jìn)：
將C/S架構(gòu)的請(qǐng)求響應(yīng)模式，改進(jìn)為適合P2P網(wǎng)絡(luò)的對(duì)等節(jié)點(diǎn)模式；
將靜態(tài)的共識(shí)參與節(jié)點(diǎn)改進(jìn)為可動(dòng)態(tài)進(jìn)入、退出的動(dòng)態(tài)共識(shí)參與節(jié)點(diǎn)；
為共識(shí)參與節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生設(shè)計(jì)了一套基于持有權(quán)益比例的投票機(jī)制，通過(guò)投票決定共識(shí)參與節(jié)點(diǎn)（記賬節(jié)點(diǎn)）；
在區(qū)塊鏈中引入數(shù)字證書(shū)，解決了投票中對(duì)記賬節(jié)點(diǎn)真實(shí)身份的認(rèn)證問(wèn)題。
優(yōu)點(diǎn)：
1)專業(yè)化的記賬人；
2)可以容忍任何類型的錯(cuò)誤；
3)記賬由多人協(xié)同完成，每一個(gè)區(qū)塊都有最終性，不會(huì)分叉；
4)算法的可靠性有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明；
缺點(diǎn)：
1)當(dāng)有1/3或以上記賬人停止工作后，系統(tǒng)將無(wú)法提供服務(wù)；
2)當(dāng)有1/3或以上記賬人聯(lián)合作惡，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)孤島時(shí)，惡意記賬人可以使系統(tǒng)出現(xiàn)分叉，但是會(huì)留下密碼學(xué)證據(jù)；
以上總結(jié)來(lái)說(shuō)，dBFT機(jī)制最核心的一點(diǎn)，就是最大限度地確保系統(tǒng)的最終性，使區(qū)塊鏈能夠適用于真正的金融應(yīng)用場(chǎng)景。
5.POOL驗(yàn)證池
基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術(shù)，加上數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制。
優(yōu)點(diǎn)：不需要代幣也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)秒級(jí)共識(shí)驗(yàn)證。
缺點(diǎn)：去中心化程度不如bictoin；更適合多方參與的多中心商業(yè)模式。

4、區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制之POS和DPOS

工作量證明算法作為區(qū)塊鏈第一個(gè)也是目前經(jīng)受住足夠?qū)嵺`檢驗(yàn)的一個(gè)共識(shí)機(jī)制，解決的是分布式系統(tǒng)交易信息一致性的問(wèn)題，在一個(gè)去中心化的網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建了彼此不信任節(jié)點(diǎn)的信任機(jī)制，也是比特幣成功應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，這一算法的弊端也顯露出來(lái)，比特幣網(wǎng)絡(luò)每秒完成600萬(wàn)億次SHA256運(yùn)算，消耗了大量的電力資源，而最終這些計(jì)算沒(méi)有任何實(shí)際或科學(xué)價(jià)值。這些運(yùn)算存在的唯一目的是用來(lái)解決工作量證明問(wèn)題，另外一個(gè)現(xiàn)實(shí)的威脅便是算力集中，工作量證明本質(zhì)上是利用窮舉法找出符合規(guī)定條件的哈希值的過(guò)程，算力越強(qiáng)，獲得記賬權(quán)(即挖到礦)的可能性便越高，一開(kāi)始是最早利用顯卡挖礦的人，后來(lái)是利用FPGA礦機(jī)的人，再后來(lái)是利用ASIC專用芯片挖礦的人，現(xiàn)在就是不斷制造出更好的ASIC的人，另外還有“礦工”節(jié)點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)組成礦池，如Ghash，Ghash 2014年曾經(jīng)發(fā)表聲明，將在今后確保不超過(guò)40%的全網(wǎng)算力，這類自律聲明是對(duì)比特幣去信任機(jī)制的莫大諷刺。

比特幣自誕生以來(lái)，人們便開(kāi)始嘗試其他除了工作量證明算法之外的其他共識(shí)機(jī)制，如具有代表性的權(quán)益證明POS、委托權(quán)益證明DPOS、拜占庭容錯(cuò)機(jī)制（BFT）及實(shí)用拜占庭容錯(cuò)機(jī)制（PBFT）等，下面將主要介紹POS和DPOS，BFT和PBFT留待下一篇。

權(quán)益證明POS

POS是一類共識(shí)算法，或者說(shuō)是一類共識(shí)算法的設(shè)計(jì)思想，而不是一個(gè)，最早采用POS的是Peercoin。Peercoin是2012年8月，一個(gè)化名Sunny King的極客推出的一類加密貨幣，采用工作量證明機(jī)制+權(quán)益證明機(jī)制，首次將權(quán)益證明機(jī)制引入了加密貨幣。Peercoin引入了“幣齡”的概念，每個(gè)幣每天產(chǎn)生1幣齡，比如你持有100個(gè)幣，總共持有了30天，那么，此時(shí)你的幣齡就為3000。當(dāng)一個(gè)新的區(qū)塊產(chǎn)生時(shí)，其他想獲得記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)同比特幣也需要計(jì)算哈希值，得出滿足條件哈希值的難易與難度值有關(guān)，這個(gè)難度值這里與幣齡成反比，即你的幣齡越大，得出符合條件的哈希值的概率就越大，同時(shí)你的幣齡被清空，記賬后系統(tǒng)會(huì)給予你相應(yīng)“利息”，你每被清空365幣齡，獲得利息為：3000 * 利率 / 365，Peercoin的利率為1%，即0.08個(gè)幣。

可以看出，在POS機(jī)制下，持有幣越多，越容易獲得記賬權(quán)，接近于贏家通吃的感覺(jué)，但持有的幣越多，越接近于一個(gè)誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)槠茐恼麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的損失也越大。Peercoin的POS機(jī)制有一個(gè)漏洞，對(duì)于不持有幣的人而言，他們本來(lái)就沒(méi)什么收益，所以一些惡意攻擊對(duì)于他們則是無(wú)損失的，這就是Nothing-at-stake attack（無(wú)利益攻擊）。后續(xù)的比較成功的POS都引入了對(duì)付這種攻擊的機(jī)制。

以太坊系統(tǒng)的目標(biāo)是在今年引入權(quán)益證明，即Casper。在權(quán)益證明共識(shí)機(jī)制之下，用戶將能夠在以太坊網(wǎng)絡(luò)擁有“幣權(quán)”。用戶如果誠(chéng)實(shí)行事并確認(rèn)了合法交易，將獲得與其股權(quán)成比的利息；如果惡意行事并試圖網(wǎng)絡(luò)中作弊，就會(huì)失去其權(quán)益。

委托權(quán)益證明DPOS

委托權(quán)益證明DPOS是POS的變種，運(yùn)用DPOS的典型如比特股等，其基本原理在于全網(wǎng)投票選出101個(gè)節(jié)點(diǎn)代行記賬權(quán)限，這些代表節(jié)點(diǎn)的權(quán)限完全一致。代表節(jié)點(diǎn)輪流記賬，可以選擇創(chuàng)造區(qū)塊或不創(chuàng)造區(qū)塊。但他們無(wú)法改變交易的詳情，惡意或者遲到的代表節(jié)點(diǎn)的行為也會(huì)被公之于眾，那么網(wǎng)絡(luò)可能將他們簡(jiǎn)單快速地投票驅(qū)逐出去。被驅(qū)逐出去的代表節(jié)點(diǎn)將會(huì)失去他們記賬權(quán)限，以及對(duì)應(yīng)的收入。

DPOS作為是一種弱中心化的共識(shí)機(jī)制，保留了一些中心化系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，如交易速度等(每個(gè)塊的時(shí)間為10秒，一筆交易在得到6-10個(gè)確認(rèn)后大概1分鐘，一個(gè)完整的101個(gè)塊的周期大概僅僅需要16分鐘)，但每個(gè)持幣者都有能力決定哪些節(jié)點(diǎn)可以被信任，并且事實(shí)上，代表節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)降低自己的收入來(lái)贏得更多投票，剩下的收入會(huì)作為股息，支付給所有的比特股持有人。DPOS有點(diǎn)類似于代議制民主及股份公司董事會(huì)制度，都是一種精英制度，但其身份受制于下面的民眾，在DPOS中，幣的持有者至少有權(quán)決定代表節(jié)點(diǎn)—或者說(shuō)礦工的身份。

5、Gate.io芝麻開(kāi)門如何理解POW、POS、DPOS共識(shí)機(jī)制?

在區(qū)塊鏈的世界里，保證數(shù)字貨幣正常發(fā)行，交易確認(rèn)，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行等，都離不開(kāi)共識(shí)機(jī)制，目前最常見(jiàn)的便是 PoW，PoS，DPoS 三種模式。
PoW，工作量證明機(jī)制。 最先運(yùn)用在比特幣挖礦中，提供算力越多的礦工，獲得記賬權(quán)的概率就越大。 這也是早期主流的挖礦方式，因?yàn)樗惴ê?jiǎn)單，安全性比較高，但是隨著挖礦難度，交易頻次的增加，電力資源消耗過(guò)大，出塊速度慢等缺點(diǎn)顯現(xiàn)出來(lái)。無(wú)法滿足現(xiàn)有的交易需求。
因此，PoS，權(quán)益證明機(jī)制誕生了。 PoS 按照幣齡決定獲得記賬權(quán)的概率，幣齡是指持幣數(shù)量乘以持幣天數(shù)，一旦獲得記賬權(quán)， 幣齡就會(huì)被清空，相應(yīng)也會(huì)得到挖礦獎(jiǎng)勵(lì)，然后再進(jìn)行下一輪記賬權(quán)的爭(zhēng)奪。 這種機(jī)制不會(huì)產(chǎn)生能源消耗，加快了區(qū)塊產(chǎn)出和交易確認(rèn)的速度，提高了效率。 但是，PoS 也并不完美，比如擁有大量幣的用戶，越容易獲得出塊獎(jiǎng)勵(lì)，從而加大貧富差距。 最終導(dǎo)致過(guò)于中心化，這是目前 PoS 無(wú)法解決的。
所以，DPoS，股份授權(quán)證明機(jī)制也應(yīng)運(yùn)而生了。 它通過(guò)持幣用戶投票，選舉節(jié)點(diǎn)進(jìn)行出塊和處理交易，更大的縮短了共識(shí)時(shí)間，并且還會(huì)分紅給投票者和區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)維護(hù)節(jié)點(diǎn)，作為他們支持和維護(hù)的獎(jiǎng)勵(lì)，優(yōu)化了前兩個(gè)機(jī)制存在的不 足。但是也會(huì)面臨賄選而導(dǎo)致中心化的問(wèn)題。
雖然每一種共識(shí)機(jī)制都有缺點(diǎn)，但都是為了解決區(qū)塊鏈三大問(wèn)題，擴(kuò)展性，安全性，去中心 化而誕生，因此無(wú)優(yōu)劣之分，都有價(jià)值。

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