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解析工作证明机制(PoW)和权益证明机制(PoS)

焦点 2021-09-16 10:02190www.taibaopm.com未知

共识机制是大家在知道区块链后常常会听到的词语。

但假如你和朋友聊天,满嘴PoW、PoS,那你的朋友或许会是如此:

一方面,作为同样可保障区块链互联网安全且拥有验证买卖功能的共识机制,它们都可以用符合互联网规则的买卖来更新账本,矿工也都可以通过这两个共识机制来得到挖矿奖励。

另一方面,作为不一样的共识机制,分别拥有其自己的效率和权衡是理所应当的。

因此当ETH计划从PoW过渡到PoS、BTC因两种机制产生不同能耗时,这两家为彼此的优势和弊端各执一词,争论愈发激烈。

为了给各位一头雾水的小伙伴带来吃瓜的机会,本文将解析这两种机制的主要用途与它们分别的优劣。

假如一位女性在不知情的状况下与一位已婚男性举办了结婚典礼,那男性就等于发起了一次“双花攻击”——假装未婚,娶到了两位老婆。

双花又名双重支付,是功能性数字虚拟货币互联网的主要障碍。

对于现实支付来讲,有句话叫做“一手交钱,一手交货”,但对于数字虚拟货币来讲,倘若其所处的互联网环境并不安全,那完全可以“一手假装交钱,一手交货”。

譬如张三想用一根棒棒糖换李四的一套房,假如没共识机制,那样没人能证明李四是不是赞同此笔买卖,也无人能证明此笔买卖是不是完成。

幸运的是,亚当·贝克(Adam Back)与哈希现金(HashCash)、戴伟(Wei Dai)与B币(B-Money)、尼克·萨博(Nick Szabo)与BTG币(Bit Gold)——提供知道决这一问题的不同办法。

紧接着2008年,中本聪在BTC白皮书中延用了以上成就,提出了真的的解决方法:工作证明机制(PoW)。短短12年,BTC一跃成为数字虚拟货币龙头,资产已达万亿。而作为世界上第一家万亿USD的公司——苹果公司,花了42年才达到这个里程碑。

那样工作证明机制(PoW)是怎么样运转的呢?为何它可以解决双花问题?

PoW非常不错讲解,其实就像大家平时工作那样的按劳分配。

它通过数学形式需要矿工用可验证的工作来支持他们对互联网状况的决断,并以此避免那些随意且有害的更新。

因此矿工为了获得区块奖励,竞相将作为有效解决方法的区块添加至区块链中。矿工拥有些算力越多,就越可以获得打包区块的优先权。通过这种共识方法,可以有效避免双花攻击的发生。

PoW的最大优势就是其安全性,同时是BTC与其他PoW链去中心化的基础。

矿工需要投入真的的资源(以计算硬件和电力等形式),因此其他人都需要获得互联网一半以上的算力才可以达成恶意攻击(51%攻击)。

尽管面对日益严峻的能源枯竭,PoW渐渐没办法覆盖所有需要,但它仍是保障并确保数万亿USD安全买卖的主要机制之一。

通过PoW,所有人都可以挖矿,甚至在专业的矿工团队出现之前,大伙都可以在家自行挖掘BTC。

作为相互角逐以提交有效区块的独立节点的集合,PoW也完全满足了去中心化的需要,成为了在安全风险极高的加密世界中达成共识的有效办法。

一方面,PoW其实并不可以阻止51%攻击,只不过让攻击的本钱变得特别高,因此哈希值较低的小型互联网已经逐步成为了此类攻击的受害者。

另一方面,PoW的能源损耗一直是它广受诟病是什么原因。

一个矿场运行着数以万计的挖矿设施,耗费着现实世界中很多的电能能源。现在的世界已经进入与自然和谐的阶段,资金投入的ESG(环境、社会和治理)效应是很多机构第一考虑的问题。

不少头条新闻宣称BTC每年用的能源甚至高于挪威一整个国家一年的消耗。

但有意思的是,有的时候美国12月的圣诞节灯饰所耗电力也要高于类似萨尔瓦多和印度尼西亚等国家一年所用的电力。

因此这个问题比较见仁见智,若是你,你会倾向于世界拥有BTC还是世界降低一些能源消耗?

由于愈演愈烈的能源争论,PoS作为PoW的替代共识机制出现了。

PoW规定矿工不需要持有他们挖矿的代币,但PoS需要需要持有这个代币并将其质押给区块互联网,从而依据总量获得奖励。也就是假如你持有些代币越多,时间越长,你所能获得的奖励就越多。

PoW机制以利益捆绑的方法保证安全,大家等于是在做资金投入,因此在安全性上也有肯定的优化。

显而易见,没有挖矿这一行为后,过度能源消耗的问题得到知道决。

因此ETH飞速将自己机制由PoW转为了PoS,并预估这一转变将使ETH的互联网能耗减少99%。

而作为大大增加ETH基础链吞吐量的扩展解决方法的分片技术也需要PoS机制的支持。

同时一台智能手机就可以满足PoS的需要,并无需PoW那样专业的硬件譬如ASIC(特定应用集成电路)这种非常快会被淘汰还非常昂贵的矿机。

非常重要的是PoS机制让51%攻击愈加难以达成——即便恶意攻击者拥有了51%的算力,也未必可以进行51%攻击,由于有一部分的货币并非挖矿产生的,而是由利息产生,这大大提升了攻击的困难程度,保障了安全。

就像是算力最高的矿工可以最快打包区块得到奖励一样,在PoS中,质押代币最多的验证者也可以最快得到验证资格获得奖励。这将致使“越富的越富,越穷的越穷”。

因此PoS没办法解决PoW互联网中出现的中心化问题。

更为难以解决的是分叉问题。

PoS机制会不可回避的引发无本钱利益,从而致使频繁分叉。对于PoW来讲,即使一个矿工在分叉的新链上投入所有算力,也非常难会有新矿工想要加入,由于稳定和庞大的链的收益会愈加可观,也更安全。

但对于PoS来讲,如此的行为是没本钱的,恶意攻击者可以将质押的代币投入两条分叉的链上,无论某条分叉的链是不是被拒绝,也不会遭受损失,甚至可以获得双倍的区块奖励。这将致使更频繁的分叉,对用户来讲也意味着更高的不稳定性。

两种共识机制其实都是验证买卖的可行方法。

相比较而言,PoW在BTC互联网上堪称完美,它通过数学共识机制用现实的资源来支持BTC的发行,而PoS更为经济,降低了能源的损耗。

ETH作为第二大数字虚拟货币,选择从PoW机制转变为PoS机制,将是对共识机制的一次重大考验。

区块链互联网拥有不一样的应用场景及目的,因此不一样的区块链系统使用了不一样的共识算法能够帮助该范围的进一步健全。

将来或许会出现将PoW和PoS的优势结合起来的全新共识机制,那样到了那个时候,区块链也将迎来又一次的飞跃式进步。

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