POS 权益证明究竟是什么？

股权证明（POS）和工作量证明（POW）之间有什么区别和优缺点？

中英文双字视频如下：

对于不方便打开视频的朋友，CDA字幕组还贴心整理了文字版，如下：

大家好，您可能已经在网上阅读了一些文章，指出像比特币这样的加密货币使用大量电力来维护网络安全。

但这是为什么呢？ 更重要的是，还有其他选择吗？

工作量证明 (POW)

由于工作量证明算法，挖掘新硬币需要大量的计算能力。 该概念于 1993 年首次引入以打击垃圾邮件，并于 1997 年正式称为“工作量证明”。

然而，直到 2009 年中本聪创造了比特币，这项技术才被大规模使用。他意识到这种机制可以让网络中的许多节点达成共识，并用它来保护比特币区块链的安全。

然而，工作量证明算法要求所有节点解决一个密码难题。 这个谜题由矿工解决，第一个完成的将获得奖励。

这导致人们像这样建造越来越大的采矿设备。

据 Digiconomist 称，仅比特币矿工就消耗 54 太瓦时的电力。 这足以为美国、甚至整个新西兰或匈牙利的 500 万户家庭供电，但它并不止于此。

对于拥有更好更多设备的人，工作量证明将给予更多奖励。 您拥有的算力越多，您创建下一个区块并获得矿工奖励的可能性就越大。

为了进一步提高他们的机会，矿工共同组成矿池比特币使用了pos权益证明机制吗，在那里他们结合他们的计算能力并将奖励平均分配给矿池中的每个人。

总而言之，工作量证明需要矿工使用大量能源，这促进了矿池的创建。 这使得区块链更加集中而不是分散。

为了解决这些问题，我们必须找到与工作量证明一样高效甚至更好的新算法。

股权证明（POS）

2011 年，比特币论坛上一位名叫 QuantumMechanic 的用户提出了一种他称之为“权益证明”的技术。

基本概念是让每个人都互相挖矿是一种浪费。 因此，权益证明通过选举工作，其中随机选择任何节点来验证下一个块。

这里有一个小的术语差异，权益证明中没有矿工，但有验证者。 他们不是让人们“挖掘”新区块，而是“铸造”或“锻造”新区块。

验证者不是完全随机选择的。 节点要成为验证者，需要在网络中存入一定数量的货币作为权益，可以理解为押金。

stake 的大小决定了被选为验证者创建下一个区块的概率，这是线性相关的。 假设 Bob 在网络中存入 100 美元，Alice 在网络中存入 1000 美元，那么 Alice 被选为验证者的机会是 Bob 的 10 倍。

它可能看起来不公平，因为它有利于富人，但它实际上比工作量证明更公平。

有了工作证明，富人可以在很大程度上享受经济权力的成果。 他们为采矿设备和电力支付的成本并没有飙升。 相反，他们买得越多，得到的就越多。

但是让我们回到股权证明，如果一个节点被选出验证下一个区块，他将检查其中的所有交易是否有效。 如果一切正常，节点批准该块并将该块添加到区块链。 作为奖励，节点会为每个节点收取交易费。

那么，我们如何信任网络中的其他验证者呢？

这里需要公平。

如果验证者批准了欺诈交易，他们将失去一部分股份。 只要股权高于验证者赚取的交易费用，我们就可以相信他们会做得很好。 否则比特币使用了pos权益证明机制吗，他们损失的钱比获得的多。

这是一种金钱激励，只要股权高于所有交易费用，它就是可行的。

如果该节点不再是验证者，他的权利和交易费用将在一定时间后返回给他。 它不会立即返回，因为如果发现您的块是欺诈性的，网络会惩罚您。

因此，工作量证明和股权证明之间的区别很明显。

股权证明的优点

股权证明并不能使每个人都能挖掘新区块。 因此消耗更少的能量并且更加分散。

你为什么这么说？

在工作量证明中有矿池。 这些人联手提高他们快速挖掘新领域的机会，从而获得回报。

然而，这些矿池现在控制着比特币区块链的大部分，他们集中挖矿过程是危险的。

如果三大矿池合并，它们将在网络中占据多数，从而开始传递欺诈交易。

另一个重要的优势是构建基于权益证明的区块链节点比工作量证明节点更便宜。

您不需要昂贵的挖矿设备，因此权益证明可以激励更多的人建立节点，从而使网络更加去中心化和更加安全。

股权证明的缺点

但即使是股权证明也不完美，存在漏洞。

你可能会想，如果我购买了网络的多数股权，那么我实际上就可以控制了。 因此通过虚假交易。

你是对的。

这被称为 51% 攻击。 这是权益证明算法的缺点。

如果一个矿工或一群矿工获得了 51% 的算力，他们就有效地控制了区块链。

另一方面，考虑到加密货币的价值，权益证明使得这种攻击变得非常不切实际。

如果比特币成为权益证明机制，那么要获得所有币的 51%，需要花费 790 亿美元。 因此，权益证明更不可能发生 51% 攻击。

但这不是唯一的风险。

股权证明算法还需要仔细选择下一个验证者。 这不能完全随机，因为必须考虑赌注的大小。

但同时，只看stake是不够的，因为它会偏向富人，他们会更频繁地被选中，从而获得更多的交易手续费。 然后变得更富有，再次提高你在未来被选为验证者的几率。

有很多方法可以解决这个问题，例如根据币龄进行选择。

另一个潜在的问题是，当下一个验证者被选出时，他并没有出来完成他的任务。

这很容易解决，可以选择大量的候选验证者。

总之，与工作量证明相比，权益证明引入了新的风险。 需要进行大量研究以了解和降低所涉及的风险。

例子

现在我们知道什么是股权证明，它的好处和风险，让我们看看现实世界的用例。

Peercoin Lisk 和 Nxt 目前正在使用这项技术。 未来会有更多的加密货币使用。

例如，以太坊正在开发一个名为 Casper 的权益证明系统，该系统目前部署在以太坊测试网上并正在积极开发中。 Cardano 项目已经在开发一种名为 Ouroboros 的安全权益证明算法。

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