1、科普Pos共識機(jī)制

 

今天給大家科普下夸克區(qū)塊鏈中的POS共識機(jī)制到底是什么？PoS共識機(jī)制，中文翻譯就是權(quán)益證明。與它其名的還有另一種共識機(jī)制:pow機(jī)制。

經(jīng)過歷史發(fā)展的證明，PoW機(jī)制存在一些缺陷，如在挖掘過程中浪費大量的資源，整個網(wǎng)絡(luò)的處理效率很低等。早在2011年，就有人曾提出：“是否可以在 PoW的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計一種機(jī)制？”可以保留 PoW的優(yōu)點，也可以解決它的問題"。因此 PoS的共識機(jī)制就誕生了，因此， PoS機(jī)制在共識層次上借鑒了許多 PoW機(jī)制的設(shè)計，比如區(qū)塊設(shè)計、礦工選擇、分叉處理、交易驗證等。

PoS機(jī)制采用權(quán)益法核算，解決了網(wǎng)絡(luò)效率低下、資源浪費以及節(jié)點間一致性等問題，簡單地說，就是誰擁有更多的權(quán)益誰來說話。其原則如下：

說到PoW機(jī)制為何存在諸多問題，最大的原因在于其規(guī)則下造成礦工準(zhǔn)入門檻低，每個人都可以成為一個出塊節(jié)點，每個節(jié)點都可以為獲得下個區(qū)塊的記賬權(quán)進(jìn)行競爭，一個數(shù)據(jù)包要有那么多人來處理，必然會造成資源的浪費和低效。

而PoS機(jī)制就可以有效解決這個問題，這是因為在POS機(jī)制的規(guī)則下，提高了每個人成為節(jié)點的門檻，比如：雖然每個人都可以成為節(jié)點，但如果想成為出塊節(jié)點獲得記賬權(quán)，就必須滿足pos機(jī)制的一些規(guī)則，如質(zhì)押一定數(shù)量的代幣，或者持有一定數(shù)量的代幣，才可以成為出塊節(jié)點的候選人。

在滿足這些條件之后，系統(tǒng)進(jìn)行算法選擇，選中其中一部分人成為有效的礦工，然后每隔一個周期，進(jìn)行重新分配，并且這個過程不受人為控制，一切由系統(tǒng)算法決定，保證公平公開不被篡改，這樣就可以避免了整個鏈被某個節(jié)點控制。

總結(jié)一句話就是PoW機(jī)制是每個人都可以成為礦工，而 PoS機(jī)制必須通過一系列的篩選后成為礦工。

poS機(jī)制的競爭原則在于，誰擁有更多的代幣，誰就能更容易的獲得記賬權(quán)。獲得記賬權(quán)的礦工將他打包好的區(qū)塊經(jīng)過其他礦工驗證，通過全網(wǎng)廣播，確認(rèn)沒有問題后，這個區(qū)塊才會被連接到鏈上，與全網(wǎng)其他節(jié)點的小賬本同步，同時他還能得到相應(yīng)的代幣獎勵。

簡言之，整個過程就是：持幣者以代幣作抵押，得到記賬權(quán)力，然后PoS共識會通過選擇算法，按持幣者的數(shù)量，從中選出出塊礦工。采礦者在指定的高度上完成打包交易，生成新的區(qū)塊，并廣播它，然后由驗證者對所廣播的區(qū)塊進(jìn)行交易驗證，通過驗證后，區(qū)塊得到確認(rèn)。這就是 PoS共識機(jī)制完整的一輪過程。

PoS機(jī)制的優(yōu)點是有效地解決 PoW協(xié)議中存在的資源浪費和低效問題。但它也還是存在一些缺點。舉例來說， PoS機(jī)制中的初始代幣分配是非常模糊的，如果初始代幣分配失敗，將很難形成后續(xù)的股權(quán)證明。比如，在系統(tǒng)進(jìn)行算法選擇時如果被黑客攻擊，如果成功，選舉結(jié)果就可能被操作。除開這個問題，pos機(jī)制還存在一個問題就是，可能會造成兩極分化嚴(yán)重，持有代幣多的人會更多的獲得記賬權(quán)，繼而獲得代幣獎勵，擁有代幣少的人，很難去爭奪記賬權(quán)，造成強(qiáng)者恒強(qiáng)的局面。

總的來說，PoW機(jī)制和 PoS機(jī)制都是區(qū)塊鏈上引用的主流機(jī)制，它們會攜手帶領(lǐng)區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，雖然兩者存在自身的一定局限性，但未來某一天，這些技術(shù)在不斷變革創(chuàng)新的同時，必定鑄造區(qū)塊鏈行業(yè)的輝煌。

2、區(qū)塊鏈共識機(jī)制?

PoW：工作量證明 (Proof of Work，簡稱 PoW ) ，簡單的解釋就是一份證明，用來確認(rèn)你做過一定量的工作。因為監(jiān)測工作的整個過程通常是極為低效的，而通過對工作的結(jié)果進(jìn)行認(rèn)證來證明完成了相應(yīng)的工作量，則是一種非常高效的方式。比如現(xiàn)實生活中的畢業(yè)證、駕駛證等等，都是通過檢驗結(jié)果的方式所取得的證明。這就是說，你獲得多少幣，取決于你對挖礦貢獻(xiàn)的有效工作。簡單的理解，你電腦性能越好，你獲得的收益就會越多，這就是根據(jù)你的工作量來執(zhí)行幣的分配。大部分的數(shù)字貨幣，比如比特幣、萊特幣等等，都是基于 PoW 模式的虛擬貨幣(算力越高、挖礦時間越長，你獲得的幣就越多)。
PoS：PoS 是一種在公鏈中的共識算法，可作為 PoW 算法的一種替換。PoW是保證比特幣、當(dāng)前以太坊和許多其它區(qū)塊鏈安全的一種機(jī)制，但是 PoW 算法在挖礦過程中因破壞環(huán)境和浪費電力而受到指責(zé)。PoS 試圖通過以一種不同的機(jī)制取代挖礦的概念，從而解決這些問題。
PoS 機(jī)制可以被描述成一種虛擬挖礦。PoS 主要依賴于區(qū)塊鏈自身里的代幣。在PoW 中，一個用戶可能拿 1000 美元來買計算機(jī)，加入網(wǎng)絡(luò)來挖礦產(chǎn)生新區(qū)塊，從而得到獎勵。而在 PoS 中，用戶可以拿 1000 美元購買等價值的代幣，把這些代幣當(dāng)作押金放入 PoS 機(jī)制中，這樣用戶就有機(jī)會產(chǎn)生新塊而得到獎勵。在 PoW 中，如果用戶花費 2000 美元購買硬件設(shè)備，當(dāng)然會獲得兩倍算力來挖礦，從而獲得兩倍獎勵。同樣，在 PoS 機(jī)制中投入兩倍的代幣作為押金，就有兩倍大的機(jī)會獲得產(chǎn)生新區(qū)塊的權(quán)利。

3、兩種共識機(jī)制對比(PoW vs PoS)

區(qū)塊鏈中最核心的架構(gòu)就是共識機(jī)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(jī)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(rèn)為是最可靠安全的共識機(jī)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(rèn)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(kuò)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(kuò)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(kuò)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(jī)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(dá)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(rèn)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(dāng)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(yán)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(yán)酷競爭機(jī)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(jìn)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(dāng)發(fā)生硬分叉時，PoW的Miner選擇支持哪條鏈時會更為謹(jǐn)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(zhǔn)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(jìn)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(bǔ)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(jī)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(kuò)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(jī)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(dāng)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(hù)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(dāng)容易的，幾分鐘就可以搞定。

嚴(yán)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(tuán)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(kuò)展性 (Scalability) ，彌補(bǔ)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(xì)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(yuǎn)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(jī)、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(jìn)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(dāng)理解和看清了這種趨勢后，規(guī)避掉各種坑和市場噪音，遠(yuǎn)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、POW、POS共識機(jī)制的優(yōu)缺點是什么啊?哪位大神科普下

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(jī)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(jī)制的相關(guān)知識。關(guān)注貝數(shù)區(qū)塊鏈、從小白變大神！

POW：Proof of Work，工作證明。比特幣在Block的生成過程中使用了此機(jī)制，找到合理的Block Hash需要經(jīng)過大要得量嘗試計算，計算時間取決于機(jī)器的哈希運算速度。POS：Proof of Stake，股權(quán)證明。簡單來說，就是一個根據(jù)你持有貨幣的量和時間，給你發(fā)利息的一個制度，在POS模式下，持幣有利息。DSC（動態(tài)權(quán)益）共識算法：公鏈項目Penta的獨創(chuàng)。分三層：第一層進(jìn)行代表選舉，第二層通過三列籌錢算法挑選議員和觀察員組成若干共識組，第三層從候選區(qū)塊中通過散列抽簽算法選取正式塊。 知乎里面看看,回答的一大堆。 小白問題

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(jī)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(jī)，不可被操控。只有出塊節(jié)點才能進(jìn)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(jìn)行共識，其更加符合以太坊高效率的特點。

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