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前最主流的共識機制——PoW（工作量證明）進行比較。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，PoS 的比例將會超過 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維度對二者進行比較分析。

一、PoS 的定義

首先，讓我們來解釋一下基本概念。

| 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，以及如何獎勵共識維護者。

換句話說，PoW 和 PoS 闡述了如何發(fā)行新幣為網(wǎng)絡(luò)提供激勵，獎勵那些提供資源的共識維護者。這些幣的價值背后都有資源支撐（礦機、ASIC 芯片或者一定數(shù)量的幣等），而且拿到獎勵的前提是你必須付出誠實的行動。不管是BTC、ETH，還是XTZ，皆是如此。

你也許會說：在網(wǎng)絡(luò)中提供或鎖定某些資源，同時承擔(dān)一定風(fēng)險，這聽起來很像 Staking 。沒錯，的確是這樣！

PoW 其實可以用 PoS 的邏輯來理解，花錢買礦機設(shè)備和電力就相當于 Staking 的一種形式。我們可以進一步總結(jié)為，Staking 是一種傳統(tǒng)的經(jīng)濟形式——投入資本以獲取回報。

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

PoW 網(wǎng)絡(luò)的安全性來自于哈希算力，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 的安全性來自于抵押經(jīng)濟的價值，理論上 Staking 的數(shù)量越高收益越高。（之所以說“理論上“，是因為 Validator 的選擇是隨機的，這樣可以避免過于中心化。）

盡管每個共識協(xié)議都不盡相同，但仍有一些基本原則可供我們來比較。

接下來，我們將通過發(fā)展趨勢、可擴展性、網(wǎng)絡(luò)安全、去中心化、成本、治理、社區(qū)參與、冷啟動、環(huán)保多方面對 PoW 和 PoS 進行比較。

二、發(fā)展趨勢

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

實際上，按市值計算的前三十名加密貨幣中有十三個已經(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（ETH、Cardano 和 OmiseGO）正在轉(zhuǎn)向 PoS。

這也意味著市場前三十的幣種中有超過一半在使用 PoS。另外，幾乎所有的第 二層解決方案都在使用 Staking 機制。甚至連比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)也可以被認為是 PoS 的某種形式：一些中繼節(jié)點把比特幣 stake 起來，幫助用戶通過通道進行交易，并從中賺取一些手續(xù)費。

· 總 Staking 市值：》 160 億美元

· Staking 中鎖定的總價值：》 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，而且許多人預(yù)計 PoS 鏈的總價值將在今年年底達到 500 億美金。隨著 Binance Chain、Cosmos 和 Polkadot 將各種項目轉(zhuǎn)移到 PoS 區(qū)塊鏈協(xié)議，以及 ETH 2.0的推出，PoS 鏈的總價值可能會超過這一規(guī)模。

權(quán)益證明（PoS）似乎正慢慢占據(jù)整個市場。

三、可擴展性

談及可擴展性時，必須要考慮到交易吞吐量和交易確認時間。

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

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

舉個例子，Tezos 已經(jīng)能實現(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 1000 TPS 的交易。

PoS權(quán)益證明與PoW工作量證明的比較

交易確認時間：交易確認時間也是區(qū)塊鏈可擴展性一個重要的衡量因素，尤其是在商業(yè)環(huán)境中。在 PoS 共識機制中，交易速度更快，甚至在某些場景下的幾乎能實時確認。

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，并穩(wěn)定運行了十多年，后來的很多其它數(shù)字貨幣也都采用了 PoW 共識機制。十年來，PoW 已成為一個公鏈設(shè)計模版，歷經(jīng)多次攻擊，可靠性和安全性久經(jīng)考驗。

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

如果要估算對比特幣實施 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 S9 當前價格： $300

· 螞蟻礦機 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)存在了很長時間，但是第一個主流 PoS 鏈 Tezos 直到 2018 年夏才上線。

PoS 幣還沒有做過嚴格的壓力測試，所以我們也不知道可能將面臨什么樣的問題。

以下列舉一部分 PoS 可能面臨的攻擊：

長程攻擊Long Range Attack

長程攻擊就是攻擊者創(chuàng)建了一條從創(chuàng)世區(qū)塊開始的長區(qū)塊鏈分支，并試圖替換掉當前的合法主鏈。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攻擊。

無利害攻擊Nothing at Stake Attack

PoS 網(wǎng)絡(luò)還存在無利害攻擊。不像 PoW，PoS 運行多條鏈的成本很低，Validator 可以向多個鏈投票而不會遭受任何損失，這就違反了共識協(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購買或賄賂的方式來獲取投票。

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

低 Staking 參與率 Low Staking ParticipaTIon

如上所說，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 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，PoS 網(wǎng)絡(luò)中一個很大的安全風(fēng)險存在于把網(wǎng)絡(luò)價值（stake）轉(zhuǎn)移到 Validator 的過程中，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，就可能通過購買選票或 Validator 的壟斷組織來發(fā)起一場攻擊。

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

大家請留意以上提及的幾種攻擊，部分 PoS 在設(shè)計之初可能針對這些攻擊有所預(yù)防，但目前 PoS 仍然沒有經(jīng)歷過實際的壓力測試。

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

五、去中心化

PoW

PoW 挖礦依賴機器設(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。

挖礦也是一項艱巨的工程，因為購買 ASIC 芯片屬于長期投資，不像 PoS 資金那樣具有流動性。

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

PoS

與 PoW 不同，PoS 共識機制的核心是網(wǎng)絡(luò)中的幣，這些幣可以在交易所甚至 OTC 市場大量購買，不需要通過挖礦獲取，所以參與 Staking 幾乎沒有門檻。在 PoS 共識機制中，超級節(jié)點可以通過運行和維護網(wǎng)絡(luò)獲得獎勵，所以運行節(jié)點的動機是很高的。

雖然不是所有人都愿意或有能力去運行節(jié)點，但是 Staking 機制對于去中心化是很重要的，因為 PoS 允許所有持幣人在沒有運行節(jié)點的情況下投票并參與共識。

不過你會不會認為在 PoS 共識機制下富者恒富呢？和 PoW 相比，其實不然。在 PoW 共識機制中，“富者恒富”的法則更明顯，有錢的礦工可以買很多 ASIC 礦機，他們有資源優(yōu)勢并享受高回報。PoW 的大礦工享受規(guī)模經(jīng)濟下的回報；但對于 PoS Staker 而言，只有線性收益。

六、成本

討論成本，我們得從三個方面來考慮：

1. 鏈上交易成本

2. 維護區(qū)塊鏈所需要的資金成本

3. 補償 Validator 或礦工所需要的通脹成本

鏈上交易成本

在公鏈上存儲數(shù)據(jù)是極其昂貴的，每個字節(jié)都需要傳送到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)里的每個節(jié)點，并被這些節(jié)點儲存。

在 PoW 共識里，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，交易成本會隨著幣價的漲跌變動。牛市高點的某些時候，比特幣和以太坊交易費用分別可高達 54.9 美元和 5.5 美元。

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

現(xiàn)在，我們再來看看維護區(qū)塊鏈所需要的成本。

維護一個區(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 Validator 就只需要一臺安全&良好運行的設(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成本大概是 20億 美元（這些硬件的壽命大概是 18 個月），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，為了 PoW 網(wǎng)絡(luò)的正常運行，需要投入網(wǎng)絡(luò)總價值的 6.5%。而在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，維護成本僅占網(wǎng)絡(luò)總價值的 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)塊鏈的激勵設(shè)計會隨著時間的推進而降低通脹，PoW 比 PoS 存在的時間更久，因此我們可以說二者的通脹水平是差不多的，未來 PoS 的通脹率也會變得越來越低。

在 PoW 網(wǎng)絡(luò)里，那些不是礦工的投資者并沒有一個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以及該挖哪條鏈

2. 用戶：決定該接受哪個協(xié)議，以及使用哪個生態(tài)

3. 基金會：決定如何在不同的開發(fā)組織間分配資金

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

在 PoW 網(wǎng)絡(luò)，很難說到底誰持有最大的投票權(quán)，因為 PoW 里的投票權(quán)很難量化。然而，為了維護網(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共識。PoW 網(wǎng)絡(luò)中治理的透明度匱乏使得協(xié)議的設(shè)計和升級進程緩慢。

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

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

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)計有利于協(xié)議變動可以被快速執(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。對于他們來說，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，效率就越高。廉價的電力對于挖礦業(yè)來說是必要的資源，這些商業(yè)模式對于市場價格的依賴和傳統(tǒng)工廠依賴鋼鐵價格一個道理。

這其中當然是有風(fēng)險的：如果數(shù)字貨幣價格下跌，挖礦可能會變得無利可圖。但在大多數(shù)情況下，市價拋售所有幣也是能賺到錢的。

今天的礦工大多數(shù)都是礦機設(shè)備和電力有一定資源的人，他們很少有動力參與到社區(qū)中來。如果他們真的相信幣的價值，直接投資即可回報不菲。直接投資比特幣現(xiàn)在的回報已經(jīng)超過挖礦，我們認為長期這一趨勢不會改變。

相比之下，PoS 里的 Validator 更像是投資人，他們需要對所持數(shù)字貨幣背后的技術(shù)有很深的理解，同時對協(xié)議的發(fā)展作出貢獻。大型PoS 幣種一般都有獨立的研究團隊。

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

這樣 Validator 就成為了長期投資者，他們更有動力驅(qū)動技術(shù)和價值。激勵越高，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

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什么方式獲得代幣。

發(fā)行一條 PoW 鏈是十分簡單的。最初 PoW 的發(fā)行量為 0，每個人通過挖礦獲得平等的參與權(quán)。這個過程看起來相對簡單、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 一樣成立一個發(fā)展基金， 有一小部分的區(qū)塊獎勵直接授予開發(fā)者。

PoS 網(wǎng)絡(luò)的冷啟動（Bootstrapping）要更復(fù)雜，從一開始，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、開發(fā)者團隊、基金會、理事會等等。

因為參與原始權(quán)益分配的大型投資者準入門檻高、同時也可以拿到豐厚回報，這種代幣發(fā)行一般不太公平，對于社區(qū)的普通投資者來說有較多的限制。

代幣的授予期通常不透明，而且時常變來變?nèi)?。這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，相比于總量來說幾乎可以忽略。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。其中一個是 Cosmos 引入的類似于“跨鏈空投”的概念，它是通過硬分區(qū)（hard spoon）實現(xiàn)——通過復(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，并可以拿來做 Staking。

“Hard Spoon：基于一個現(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行競爭，而是提供了更為廣泛的訪問?！?#8202; Tendermint 創(chuàng)始人 Jae KwonJae Kwon

十、環(huán)保

如果我們看保護一條公鏈的成本，PoW 比 PoS 貴太多了，畢竟設(shè)備和電力成本很高。從這個角度來看，PoW 對環(huán)境顯然不友好。

盡管如此，我們認為消耗的電力與我們所得到的價值相比還是微不足道的。我們得到的是一個去信任化、全球化、不可篡改、安全度極高的賬本。和黃金開采、以及現(xiàn)有金融體系消耗的成本相比，PoW 的成本并沒有那么高。如果只看對環(huán)境的影響，我們承認 PoS 更優(yōu)，因為它更環(huán)保。

結(jié)論

在本文中，我們從幾個維度把 PoW 和 PoS 進行了對比。兩者都不完美，未來不會出現(xiàn)一種共識機制統(tǒng)一天下的情況。

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

越來越多新的區(qū)塊鏈協(xié)議開始采用 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 Staking 的話題在區(qū)塊鏈的世界里變得火熱起來。

如果我們來看看像 Cosmos 和 Polkadot 這些互動型和應(yīng)用型的 PoS 鏈，我們會發(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）或者與它們進行聯(lián)通，間接地成為 Staking 經(jīng)濟中的一份子。

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. 參與共識的低門檻準入

3. 可擴展性更強

4. 沒有規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)，更去中心化

5. 維護區(qū)塊鏈成本更低

6. 1:1 投票，治理更透明

7. 對共識維護者（比如 Validator）和社區(qū)有更高的激勵

8. 更環(huán)保

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

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)塊鏈的共識機制，是數(shù)字貨幣的記賬方法。

區(qū)別是：

1、POW機制：工作量證明機制即對于工作量的證明，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)時必須滿足的要求。在基于工作量證明機制構(gòu)建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點通過計算隨機哈希散列的數(shù)值解爭奪記賬權(quán)，求得正確的數(shù)值解以生成區(qū)塊的能力是節(jié)點算力的具體表現(xiàn)。

2、POS機制：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)益證明機制的運作方式是，當創(chuàng)造一個新區(qū)塊時，礦工需要創(chuàng)建一個“幣權(quán)”交易，交易會按照預(yù)先設(shè)定的比例把一些幣發(fā)送給礦工本身。權(quán)益證明機制根據(jù)每個節(jié)點擁有代幣的比例和時間，依據(jù)算法等比例地降低節(jié)點的挖礦難度，從而加快了尋找隨機數(shù)的速度。

擴展資料：

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)計發(fā)布的開源軟件以及建構(gòu)其上的P2P網(wǎng)絡(luò)。比特幣是一種P2P形式的數(shù)字貨幣。點對點的傳輸意味著一個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構(gòu)發(fā)行，它依據(jù)特定算法，通過大量的計算產(chǎn)生，比特幣經(jīng)濟使用整個P2P網(wǎng)絡(luò)中眾多節(jié)點構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫來確認并記錄所有的交易行為，并使用密碼學(xué)的設(shè)計來確保貨幣流通各個環(huán)節(jié)安全性。P2P的去中心化特性與算法本身可以確保無法通過大量制造比特幣來人為操控幣值。

參考資料：百度百科-共識機制

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)塊鏈的共識機制。

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驗證池、DBFT、POC、POR等共識算法機制。今天，貝數(shù)區(qū)塊鏈就和大家一起聊聊POW、POS、DPOS幾個主流共識機制的相關(guān)知識。關(guān)注貝數(shù)區(qū)塊鏈、從小白變大神！

我們來說點簡單易懂的。
POW是工作量證明，典型的代表就是比特幣，比特幣礦機通過計算哈希值，來確定新的區(qū)塊由誰來主導(dǎo)，這個時候就要由工作量證明來體現(xiàn)區(qū)別，比特幣的哈希值，是每個機器都能一次算出來一個值，但是不一定這個值就是最符合標準的，所以單位時間內(nèi)誰算的次數(shù)最多誰的機會就越大，所以就有了大家瘋狂買礦機，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，你持有的幣越多，那么后續(xù)你記錄，挖礦的機會就越大，整體感覺就有點像是存款，你存的越多，你獲得的利息就越高，當然銀行的利率是不會變的，但是節(jié)點的挖礦幾率是有變化的。Hubox研究院——給你帶來最簡單的區(qū)塊鏈知識。

2、Gate.io芝麻開門如何理解POW、POS、DPOS共識機制?

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，維護網(wǎng)絡(luò)正常運行等，都離不開共識機制，目前最常見的便是 PoW，PoS，DPoS 三種模式。
PoW，工作量證明機制。 最先運用在比特幣挖礦中，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，因為它算法簡單，安全性比較高，但是隨著挖礦難度，交易頻次的增加，電力資源消耗過大，出塊速度慢等缺點顯現(xiàn)出來。無法滿足現(xiàn)有的交易需求。
因此，PoS，權(quán)益證明機制誕生了。 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)， 幣齡就會被清空，相應(yīng)也會得到挖礦獎勵，然后再進行下一輪記賬權(quán)的爭奪。 這種機制不會產(chǎn)生能源消耗，加快了區(qū)塊產(chǎn)出和交易確認的速度，提高了效率。 但是，PoS 也并不完美，比如擁有大量幣的用戶，越容易獲得出塊獎勵，從而加大貧富差距。 最終導(dǎo)致過于中心化，這是目前 PoS 無法解決的。
所以，DPoS，股份授權(quán)證明機制也應(yīng)運而生了。 它通過持幣用戶投票，選舉節(jié)點進行出塊和處理交易，更大的縮短了共識時間，并且還會分紅給投票者和區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)維護節(jié)點，作為他們支持和維護的獎勵，優(yōu)化了前兩個機制存在的不 足。但是也會面臨賄選而導(dǎo)致中心化的問題。
雖然每一種共識機制都有缺點，但都是為了解決區(qū)塊鏈三大問題，擴展性，安全性，去中心 化而誕生，因此無優(yōu)劣之分，都有價值。

3、兩種共識機制對比(PoW vs PoS)

區(qū)塊鏈中最核心的架構(gòu)就是共識機制，可以說是區(qū)塊鏈的驅(qū)動引擎，發(fā)展這么多年，目前主流比較明確經(jīng)得住考驗的就只剩下PoW(Proof of Work)與PoS(Proof of Stake)兩種機制。簡單概述下，PoW系統(tǒng)的特點是通過消耗大量算力來計算特定算法的解（典型如哈希），第一個算出結(jié)果的有權(quán)生成區(qū)塊，同時也會得到coin作為獎勵（這也是coin的生產(chǎn)與分發(fā)過程，形象地稱為Mining），采用PoW的典型區(qū)塊鏈有Bitcoin和Ethereum，目前PoW也是運行時間最長，被公認為是最可靠安全的共識機制； 其本質(zhì)是通過消耗大量算力來實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的逆熵過程，保證系統(tǒng)的長期安全與穩(wěn)定 。但PoW被廣為詬病的也是其消耗太多的能源資源，這方面PoS就被認為是更為綠色的解決方案，顧名思義PoS是通過質(zhì)押系統(tǒng)中的資產(chǎn)即coin來成為一個質(zhì)押者（staker），這樣就有權(quán)產(chǎn)出區(qū)塊，質(zhì)押份額越多，獲得產(chǎn)出區(qū)塊權(quán)的概率就越高，也代表著獎勵越多。

在分布式系統(tǒng)中有一個 CAP 定理，是指一個分布式系統(tǒng)中存在著三元悖論，即不可能同時滿足這三個特性：一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分區(qū)容錯性 (Partition tolerance)，而只能滿足其中兩個。區(qū)塊鏈作為一種分布式網(wǎng)絡(luò)，這個定理也逐漸演變成了區(qū)塊鏈的三元悖論，即 安全性(Security) 、 去中心化(Decentralization) 和 可擴展性 (Scalability) ，也是同時只能滿足兩個特性。

整體上看PoW系統(tǒng)更注重的是 安全性(Security) 與 去中心化(Decentralization) ，放棄 可擴展性 (Scalability) ，這也是Bitcoin網(wǎng)絡(luò)的吞吐量非常慢的原因。而PoS系統(tǒng)更關(guān)注的是 可擴展性 (Scalability) 與 去中心化(Decentralization) ，但就PoS能否真的 實現(xiàn) 去中心化(Decentralization) ，我是比較持懷疑態(tài)度的。從保守主義與系統(tǒng)的更長期穩(wěn)定的角度出發(fā)，我個人是堅定地站在PoW這邊的，可能跟自身保守的性格有關(guān)，并不是特別看好PoS作為基礎(chǔ)層能比較穩(wěn)定。特別是像這次 5月份的Luna事件 ，事件大概的過程是Luna鏈上的算法穩(wěn)定幣UST缺乏價值支撐最終脫錨，其核心問題在于UST的錨定設(shè)計試圖用一個PoS股權(quán)系統(tǒng)去支撐其錨定美元，而且還超發(fā)了太多UST，再加上UST與Luna的兌換設(shè)計缺陷最終導(dǎo)致Luna自身的死亡螺旋。但這個事件更大的意義應(yīng)該是敲響了一個警鐘，PoS機制在面對空頭資本砸盤時真的還能維持穩(wěn)定、維持所謂的去中心化嗎？可能到時節(jié)點數(shù)量萎縮的速度會很快，逐漸趨于中心化。

所有系統(tǒng)設(shè)計都需要根據(jù)自身定位來折中，以下從價值錨定的角度，簡單分析下為什么長期來看PoW會更有優(yōu)勢。

在PoW系統(tǒng)中三股主要的參與者分別是研發(fā)人員，投資者（或者叫用戶）與Miner，這三者的相互制衡，使得這個系統(tǒng)達到一個穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。而PoS系統(tǒng)中，將Miner這個重要的制衡力量移除了，投資者和Miner變成了同一群體 質(zhì)押者（stakers） ，因此該群體濫用權(quán)力的行為會變得相對不受限制，并且該鏈隨后的發(fā)展方向也可能會更加不平衡，更容易傾向有利于 質(zhì)押者（stakers） 群體的方向。

PoW系統(tǒng)很好的闡述了什么是被普遍認可的價值，抽象上來看就是高代價的稀缺性 ，高代價與稀缺性兩者缺一不可。PoS最多只能實現(xiàn)其中一個稀缺性。

Miner為了在鏈上生產(chǎn)區(qū)塊賺取coin，不僅需要持續(xù)支付高額電力成本，還必須不斷投入研發(fā)、升級硬件、優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施和運營規(guī)模來保持其競爭力。最終結(jié)果是，能夠長期持續(xù)盈利的Miner并不會是一個一層不變的群體，而是總在競爭中淘汰掉效率太低的Miner，使高效率的Miner能存活下來。這也更有利于 去中心化(Decentralization) ，因為不斷變化的Miner群體意味著沒有一個Miner可以在相當長的時間內(nèi)保持網(wǎng)絡(luò)的大部分算力，除非他們通過嚴酷的競爭考驗，不斷優(yōu)化自身來提供更多的算力。

而PoS系統(tǒng)中的質(zhì)押者實際上并多少真正的風(fēng)險投入，也沒有優(yōu)勝劣汰的嚴酷競爭機制，他們只需要簡單地運行一個staker節(jié)點就可以躺著賺利息，本質(zhì)上只是將自己在銀行系統(tǒng)里的錢簡單的轉(zhuǎn)化為鏈上資本，就可以坐地收割后進入這個系統(tǒng)的新人。這種行為并沒有太多難度，只是簡單地賺取“無風(fēng)險”利息，他們并沒有將資本轉(zhuǎn)化為任何形式的需要面臨風(fēng)險考驗的投資。

而且當發(fā)生硬分叉時，PoW的Miner選擇支持哪條鏈時會更為謹慎，因為他們需要投入高昂的電力成本來為他們的選擇背書，一旦選錯了將損失所有投入成本。PoS系統(tǒng)如果發(fā)生硬分叉，質(zhì)押的coin作為系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的一部分，硬分叉后質(zhì)押者將在兩條不同鏈上都擁有相同數(shù)量的資產(chǎn)，由于沒有什么沉默成本，導(dǎo)致質(zhì)押者更愿意兩邊都支持，從而使硬分叉更容易且更頻繁地出現(xiàn)，這被稱為 nothing at stake 問題。

PoW是真正能做到無準入限制的(Permissionless)，就是說已經(jīng)在這個系統(tǒng)中的老人無法限制新人加入，只要你有能力提供算力，就能直接接入網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)出coin。而PoS系統(tǒng)中，新人要進入，都不得不先從老人手中買coin。

而且PoW中Miner為了支付各種高昂成本（電力，設(shè)備，基礎(chǔ)設(shè)施等），產(chǎn)出coin后也不得不賣出一些以彌補成本，這同時也是一種把coin分發(fā)給更多人的過程； 特別是在熊市，Miner為了維持開銷也不得不低價賤賣coin，這樣新人才有機會以相對低的成本獲得籌碼入場，這才是一個健康的生態(tài)擴張過程 。而PoS中由于質(zhì)押者并沒有什么運行成本，也不需要面對太多競爭，質(zhì)押者出塊得到coin后不需要急著賣出，更容易哄抬價格，其實會變相激勵場內(nèi)老人剝削新入場者，不給后來人更多機會；整個系統(tǒng)會趨向于更封閉，逐漸演變成一個有限游戲，長期運行下去只會越來越中心化；系統(tǒng)中財富越來越集中，富者更富，窮者更窮，從而更不可能實現(xiàn) 去中心化(Decentralization) 。

由于PoW系統(tǒng)中是以提供工作量的方式產(chǎn)出區(qū)塊的，隨著時間的推移這些工作量都會被累積起來并使鏈不斷向前延伸，這也是為什么叫區(qū)塊鏈；這些累積的工作量也給攻擊者造成了巨大障礙，如果想要反轉(zhuǎn)整條鏈，不僅需要非常高的算力，還需要相當長的時間，這也為應(yīng)對攻擊提供了足夠長的時間緩沖。

而PoS系統(tǒng)其實只是維護一個分布式賬本， 并沒有工作量累積的概念，一旦攻擊成功，要反轉(zhuǎn)整條鏈就是相當容易的，幾分鐘就可以搞定。

嚴格來說由PoW算力支撐的BTC不應(yīng)歸為高科技類，由于它整個系統(tǒng)架構(gòu)更保守更穩(wěn)定，提供的更多的是一種 物化價值(objective costliness) ，更能作為價值之錨，所以數(shù)字黃金這個稱號很貼切。而像ETH（目前還是PoW，2.0升級后為PoS）這些更接近科技類創(chuàng)新平臺，PoS本質(zhì)上更像是一種股權(quán)系統(tǒng)，其實PoS系統(tǒng)反而是需要中心化，偏向更依靠整個社區(qū)的生命力，需要依靠核心團隊的創(chuàng)新與開拓能力往前走；而PoW則需要去中心化，更偏向穩(wěn)定與提供 物化價值(objective costliness) 。

區(qū)塊鏈作為一個價值分配系統(tǒng)， 算力是它的價值之錨，如果沒有算力，就會退化為一個股權(quán)系統(tǒng) 。算力在哪，資金就會跟去哪。目前的發(fā)展趨勢也是逐漸往多層網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，類似TCP/IP的多層協(xié)議棧。從作為基礎(chǔ)層(Base Layer)的角度看，更需要的是長期穩(wěn)定與提供價值支撐，因此PoW系統(tǒng)更合適；而PoS可能更多的是可以作為Layer2以實現(xiàn) 可擴展性 (Scalability) ，彌補PoW基礎(chǔ)層的吞吐量不足，并通過錨定在PoW基礎(chǔ)層上來獲取算力安全性與價值支撐。

最后順帶說下最近市場行情，5,6月份以來的瀑布令很多人很恐慌，恐慌指數(shù)一度長時間停留在個位數(shù)；其實我覺得也沒必要那么恐慌，要在這個圈子長期活下去，面對這種大波動的心理預(yù)期還是要有的。想起之前紅杉資本的沈南鵬經(jīng)常提到一個詞Grit，沙礫，它是礫石在千萬次打磨后留下來的細小顆粒；Grit代表了勇氣和持之以恒的一種堅持，有種經(jīng)常被按地上摩擦但依然勇往直前的感覺。這個和塔勒布講的反脆弱性有異曲同工之妙，承載價值的東西就應(yīng)該具有這種品質(zhì)，PoW系統(tǒng)肯定是有反脆弱性的。

回望2017年入圈后經(jīng)歷過的各種事件，其實像這樣的大波動近乎每年都有（除了2019年一年比較順利外）；像2017年國內(nèi)的94事件，2018年一整年的大熊市，2020的312事件，2021的519事件，再到2022今年的5,6月份市場轉(zhuǎn)熊，每次經(jīng)歷大波動后，市場都會淘汰掉該淘汰的，出清掉該出清的風(fēng)險，對整個行業(yè)發(fā)展也是好事。眼光還是應(yīng)該放遠一點，至少看5到10年后的變化，科技發(fā)展過程中所帶來的波動和風(fēng)險是不可避免的，日光之下無新鮮事，每次科技革命過程中總會夾雜著眾多的反對、質(zhì)疑，還有眾多的投機、騙局；這個過程也總是通過各種暴雷、回歸，清除泡沫后價值重估，夯實了基礎(chǔ)后積蓄能量再次進入躍升到新的發(fā)展階段。 價值互聯(lián)網(wǎng)的到來是一件無法回避的事情 ，當理解和看清了這種趨勢后，規(guī)避掉各種坑和市場噪音，遠離合約杠桿和各種山寨的誘惑，握住核心資產(chǎn)，時間本身就會帶來回報。

4、區(qū)塊鏈目前用到哪些共識機制?它們各自的優(yōu)缺點和適用范圍是什么_百度知 ...

目前主要有四大類共識機制：Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量證明，就是大家熟悉的挖礦，通過與或運算，計算出一個滿足規(guī)則的隨機數(shù)，即獲得本次記賬權(quán)，發(fā)出本輪需要記錄的數(shù)據(jù)，全網(wǎng)其它節(jié)點驗證后一起存儲；
優(yōu)點：完全去中心化，節(jié)點自由進出；
缺點：目前bitcoin已經(jīng)吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共識機制的區(qū)塊鏈應(yīng)用很難獲得相同的算力來保障自身的安全；挖礦造成大量的資源浪費；共識達成的周期較長，不適合商業(yè)應(yīng)用

2、Pos權(quán)益證明，Pow的一種升級共識機制；根據(jù)每個節(jié)點所占代幣的比例和時間；等比例的降低挖礦難度，從而加快找隨機數(shù)的速度。
優(yōu)點：在一定程度上縮短了共識達成的時間
缺點：還是需要挖礦，本質(zhì)上沒有解決商業(yè)應(yīng)用的痛點

3、DPos股份授權(quán)證明機制，類似于董事會投票，持幣者投出一定數(shù)量的節(jié)點，代理他們進行驗證和記賬。
優(yōu)點：大幅縮小參與驗證和記賬節(jié)點的數(shù)量，可以達到秒級的共識驗證
缺點：整個共識機制還是依賴于代幣，很多商業(yè)應(yīng)用是不需要代幣存在的

4、Pool驗證池，基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術(shù)，加上數(shù)據(jù)驗證機制；是目前行業(yè)鏈大范圍在使用的共識機制
優(yōu)點：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，實現(xiàn)秒級共識驗證；
缺點：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

在使用共識機制，保證數(shù)據(jù)一致性時的巨大優(yōu)勢（共識機制則是Ripple首先提出的，數(shù)據(jù)正確性優(yōu)先的網(wǎng)絡(luò)交易同步機制，在共識網(wǎng)絡(luò)中，無論軟件代碼怎么變動，無法取得共識就無法進入網(wǎng)絡(luò)，更不要提分叉了）。
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PS：稍微自黑下，雖然共識機制絕對能確保任何時候都不會產(chǎn)生硬分叉。但是，這種機制的缺點也比較明顯，那就是要取得與其他節(jié)點的共識，明顯要比當前Bitcoin網(wǎng)絡(luò)漫長的多。極端情況下，在Ripple共識機制網(wǎng)絡(luò)中掉線的后果也是很恐怖的。

有可能你家停電一天，第二天整個系統(tǒng)就再也無法與其它Rippled節(jié)點取得共識了（共識機制事實上需要超過80%的節(jié)點承認了你的數(shù)據(jù)，你的提交才會被其它節(jié)點接受，否則就會被排它的拒絕連接），甚至只能清空自己全部500多GB數(shù)據(jù)重新同步才能連上其它Ripple節(jié)點。

所以目前來說，現(xiàn)有的Rippled端并不適合民用（商用的話影響就比較小，比如RL自己的Rippled節(jié)點托管在亞馬遜云數(shù)據(jù)中心，長時間無響應(yīng)是可以高額索賠的，而且那種地方除了大型災(zāi)害幾乎不會斷），這也是RL一直想改進的方面之一。

目前區(qū)塊鏈的共識機制大致可以分為三類：pow,pos,dpos，pow即Proof of Work,工作量證明機制，在POW機制下為了獲取記賬權(quán)和激勵，礦工必須通過一定量的工作量進行數(shù)學(xué)運算，誰最快最準計算出了答案，就獲取到了記賬權(quán)和獎勵，這是以時間、資源為擔(dān)保，確保記賬工作的真實和有效性，POW是一種按勞分配的模式，算力越高、挖礦時間越長，獲得的數(shù)字貨幣就越多了，比較典型的就是btc，btm，pos,Proof of Stake,權(quán)益證明機制,POS也稱股權(quán)證明機制,是通過持幣產(chǎn)生利息,從而對于驗證人以及節(jié)點進行獎勵,這里我們大家首先要了解一個概念,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,你獲到的記賬權(quán)和激勵的概率就會越大啦！當你獲得激勵之后，你的持幣天數(shù)就會清零，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，以及這些主要共識機制的利弊是什么，字太多了，可以看看這個視頻，里面講的比較清楚：喵懂區(qū)塊鏈11期 | 不了解共識機制，何以談區(qū)塊鏈？

5、區(qū)塊鏈共識算法――(二)PoS共識(Proof of Stake)

2011 年 7 月, 一 位 名 為 Quantum Mechanic 的 數(shù) 字 貨 幣 愛 好 者 在 比 特 幣 論 壇 首次提出了權(quán)益證明 PoS 共識算法. 隨后, Sunny King 在 2012 年 8 月發(fā)布的點點幣 (Peercoin, PPC) 中首次實現(xiàn). PoS 由 系統(tǒng)中具有最高權(quán)益而非最高算力的節(jié)點獲得記賬 權(quán), 其中權(quán)益體現(xiàn)為節(jié)點對特定數(shù)量貨幣的所有權(quán), 稱為幣齡或幣天數(shù) (Coin days)

PoS是考慮到PoW的最大缺陷：浪費資源而提出的，簡單來說就是 誰的權(quán)益大，誰說了算 。

PoS共識機制（Proof of Stake 權(quán)益證明）通過權(quán)益記賬的方式，解決效率低下、資源浪費、節(jié)點一致性等問題。

各個節(jié)點需要滿足一定的條件（如抵押一定的代幣）才能成為驗證節(jié)點（權(quán)益提高），系統(tǒng)通過算法在其中選擇一部分作為出塊節(jié)點（礦工），每隔一段時間重新選擇，算法會保證完全隨機，不可被操控。只有出塊節(jié)點才能進行數(shù)據(jù)處理，爭奪記賬權(quán)。

權(quán)益主要由權(quán)益因子決定，可以是持幣數(shù)量，也可以是幣齡及兩者的結(jié)合。

以太坊在之后很有可能會改用PoS進行共識，其更加符合以太坊高效率的特點。

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