1、以太坊推出首個(gè)公共測(cè)試網(wǎng)用于全面升級(jí)至權(quán)益證明(PoS)

12月21日消息，以太坊核心開發(fā)人員 Tim Beiko 在Twitter上宣布，以太坊將推出第一個(gè)公開測(cè)試網(wǎng) Kintsugi Merge Testnet，用于全面升級(jí)到權(quán)益證明（PoS）。Tim Beiko 還表示，盡管客戶端開發(fā)和 UX 會(huì)不斷改進(jìn)，但鼓勵(lì)用戶盡早開始使用 Kintsugi，以便在合并后的環(huán)境中熟悉以太坊網(wǎng)絡(luò)。重大升級(jí)將由存入 32 ETH 的抵押者執(zhí)行。目前，230 萬個(gè)測(cè)試網(wǎng) ETH 已經(jīng)由相對(duì) 7.2萬名驗(yàn)證者存入新網(wǎng)絡(luò)，這表明社區(qū)已經(jīng)為“加密領(lǐng)域最大的升級(jí)”做好了充分準(zhǔn)備。 此外，根據(jù)報(bào)告，應(yīng)用程序開發(fā)人員不會(huì)有太大變化，僅與共識(shí)層或執(zhí)行層交互的工具也基本不受影響。

什么是權(quán)益證明？

權(quán)益證明是一種區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)達(dá)成共識(shí)的共識(shí)機(jī)制。

這將要求用戶抵押他們的以太幣從而成為網(wǎng)絡(luò)中合法的驗(yàn)證者。 驗(yàn)證者有著與礦工在 工作量證明（pow）中相同的職責(zé)：將交易排序和創(chuàng)建新的區(qū)塊，以便讓所有的節(jié)點(diǎn)就網(wǎng)路狀態(tài)達(dá)成一致。

權(quán)益證明相較于工作量證明系統(tǒng)有許多改進(jìn)：

1、提高能效——您不需要大量能源去挖掘區(qū)塊

2、門檻降低，硬件要求減少——您不需要優(yōu)秀的硬件從而獲得建立新區(qū)塊的機(jī)會(huì)

3、更強(qiáng)的去中心化——權(quán)益證明可以在網(wǎng)絡(luò)中提供更多的節(jié)點(diǎn)。

4、更有力的支持分片鏈——一個(gè)得以擴(kuò)展以太坊網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵升級(jí)

權(quán)益證明、權(quán)益質(zhì)押和驗(yàn)證者

權(quán)益證明是一種用于激勵(lì)驗(yàn)證者接受更多質(zhì)押的基本機(jī)制。 就以太幣而言，用戶需要質(zhì)押 32ETH 來獲得作為驗(yàn)證者的資格。 驗(yàn)證者被隨機(jī)選擇去創(chuàng)建區(qū)塊，并且負(fù)責(zé)檢查和確認(rèn)那些不是由他們創(chuàng)造的區(qū)塊。 一個(gè)用戶的權(quán)益也被用于激勵(lì)良好的驗(yàn)證者行為的一種方式。 例如，用戶可能會(huì)因?yàn)殡x線（驗(yàn)證失敗）而損失一部分權(quán)益， 或因故意勾結(jié)而損失他們的全部權(quán)益。

以太坊權(quán)益證明是如何運(yùn)作的？

與工作量證明不同的是，驗(yàn)證者不需要使用大量的計(jì)算能力，因?yàn)樗鼈兪请S機(jī)選擇的，相互間沒有競(jìng)爭(zhēng)。 他們不需要開采區(qū)塊，他們只需要在被選中的時(shí)候創(chuàng)建區(qū)塊并且在沒有被選中的時(shí)候驗(yàn)證他人提交的區(qū)塊。 此驗(yàn)證被稱為證明。 你可以認(rèn)為證明是說“這個(gè)塊在我看來沒問題”。 驗(yàn)證者因提出新區(qū)塊和證明他們已經(jīng)看到的區(qū)塊而獲得獎(jiǎng)勵(lì)。

如果你為惡意區(qū)塊提供證明，你就會(huì)失去你的股權(quán)。

權(quán)益證明和安全性

權(quán)益證明中仍然存在 51% 攻擊的威脅，但對(duì)于攻擊者來說攻擊成本越來越高。 要發(fā)起 51% 攻擊，你需要掌控 51% 以上的以太幣股權(quán)。 這不僅僅是一筆巨款，還很有可能導(dǎo)致以太幣貶值。 破壞你的貨幣價(jià)值的大部分權(quán)益是非常容易的。 當(dāng)然也有更強(qiáng)有力的激勵(lì)措施來保持網(wǎng)絡(luò)的安全和 健康 。

信標(biāo)鏈上的權(quán)益消減、踢出和其余懲罰、協(xié)調(diào)來防治其他惡意行為。 驗(yàn)證者還將負(fù)責(zé)記錄這些事件。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

權(quán)益質(zhì)押讓您更容易運(yùn)行一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 這不需要在硬件或能源方面進(jìn)行巨額投資。 如果你沒有足夠的 ETH 來進(jìn)行質(zhì)押，你可以加入質(zhì)押池。

權(quán)益質(zhì)押更加去中心化。 它允許更多人參與，并且更多的節(jié)點(diǎn)不意味著像挖礦一樣增加百分比的回報(bào)。

權(quán)益質(zhì)押可以保證安全的防護(hù)。 分片鏈允許以太坊同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)區(qū)塊，增加交易輸送量。 將以太坊網(wǎng)絡(luò)置于工作量證明系統(tǒng)內(nèi)，這會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)被攻擊所需的算力。

缺點(diǎn)

與工作量證明相比，權(quán)益證明仍處于起步階段，并且沒有經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用的測(cè)試。

2、【Discover ETH】什么是權(quán)益證明PoS

本篇作為Discover系列文章的開篇，結(jié)合ETH2.0的目標(biāo)，來談?wù)剻?quán)益證明PoS是什么。

在談PoS之前，我們先來了解一下共識(shí)。共識(shí)，即達(dá)成了普遍協(xié)議。區(qū)塊鏈實(shí)質(zhì)上是一個(gè)全球性的狀態(tài)機(jī)，達(dá)成共識(shí)意味著網(wǎng)絡(luò)上至少有超過一半（51%）的節(jié)點(diǎn)同意網(wǎng)絡(luò)的下一個(gè)全球狀態(tài)。
共識(shí)機(jī)制 （也稱為共識(shí)協(xié)議或共識(shí)算法）允許分布式系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）協(xié)同工作并保持安全。當(dāng)前主流的共識(shí)機(jī)制有兩種，分別是 工作量證明 (Proof of Work，PoW)和 權(quán)益證明 (Proof of Stake，PoS)。以太坊在設(shè)計(jì)之初就希望最終以太坊的共識(shí)機(jī)制能轉(zhuǎn)變?yōu)镻oS，而PoW只作為一個(gè)過渡階段。但無論是PoW還是PoS，最終的目的都是相同的，即實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算機(jī)的共識(shí)機(jī)制。下面先簡(jiǎn)單了解工作量證明（PoW）的工作機(jī)制。

工作量證明通過礦工們完成，礦工們需要競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)建最新區(qū)塊以處理和完成交易。 獲勝者將與網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)分享最新區(qū)塊，并且獲得最新的特定代幣區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)（如以太坊的以太幣）。由于用戶需要擁有超過網(wǎng)絡(luò)中 51% 的算力才能夠欺騙整條鏈，因此網(wǎng)絡(luò)安全得以保證。 這將需要巨大的設(shè)備和能源投入，所需的開支甚至可能超過收益。
工作量證明是08年在中本聰所創(chuàng)造的比特幣中提出的，至今已經(jīng)經(jīng)過了充分的考驗(yàn)和測(cè)試，但隨著越來越多的礦工和礦池的加入，挖掘新的區(qū)塊的難度指數(shù)爆發(fā)式上升，也面臨的如下的問題：

PoS作為ETH2.0關(guān)鍵的建設(shè)目標(biāo)，其作用不僅僅只是因?yàn)镻oW帶來的環(huán)境不友好的能源消耗，還有PoS的建設(shè)能更有力支持 分片鏈 （以太坊網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的關(guān)鍵升級(jí)），更強(qiáng)的去中心化特性等等。下面從幾個(gè)方面來簡(jiǎn)單談?wù)剻?quán)益證明PoS的工作過程。

在以太坊中，工作量證明的過程參與的角色是礦工/礦池。其目的是通過算力試錯(cuò)來反復(fù)計(jì)算，以此生成一個(gè)低于目標(biāo)隨機(jī)數(shù)的混合哈希。這個(gè)計(jì)算難度依賴于區(qū)塊所聲明的 難度 ，難度越小，有效的哈希值的集合就越小。而在權(quán)益證明中，則沒有礦工這一角色，與之對(duì)應(yīng)的是稱之為 驗(yàn)證者 的角色。
在ETH2.0中，用戶需要質(zhì)押 32ETH 來獲得作為驗(yàn)證者的資格。驗(yàn)證者被 信標(biāo)鏈 隨機(jī)選擇去創(chuàng)建區(qū)塊，并且負(fù)責(zé)檢查和確認(rèn)那些不是由他們創(chuàng)造的區(qū)塊。他們不需要開采區(qū)塊，他們只需要在被選中的時(shí)候創(chuàng)建區(qū)塊并且在沒有被選中的時(shí)候驗(yàn)證他人提交的區(qū)塊。此驗(yàn)證被稱為證明。
驗(yàn)證者因提出新區(qū)塊和證明他們已經(jīng)看到的區(qū)塊而獲得獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)于一些惡意驗(yàn)證者節(jié)點(diǎn)，也會(huì)有相應(yīng)的懲罰機(jī)制使之失去質(zhì)押。驗(yàn)證者質(zhì)押的ETH越多，獲得的獎(jiǎng)勵(lì)也越多?？梢赃@樣說，權(quán)益證明是一種用于激勵(lì)驗(yàn)證者接受更多質(zhì)押的機(jī)制。

前面提到了 分片鏈 這個(gè)名詞， 分片 就是將區(qū)塊鏈分成多條鏈。驗(yàn)證者將會(huì)在不同的分片上處理它們的分片數(shù)據(jù)，以此來提高區(qū)塊鏈的工作效率。ETH2.0預(yù)計(jì)會(huì)有64個(gè)分片鏈。
驗(yàn)證者會(huì)被隨機(jī)洗牌到不同的分片中，以防止驗(yàn)證者惡意操縱節(jié)點(diǎn)并提高鏈的安全性。處理不同分片之間的數(shù)據(jù)的關(guān)鍵角色就是 信標(biāo)鏈 （Beacon Chain）。
信標(biāo)鏈 是協(xié)調(diào)分片信息、管理驗(yàn)證者的連接不同分片的橋梁。
當(dāng)用戶在分片上提交交易時(shí)， 驗(yàn)證者 將負(fù)責(zé)將用戶的交易添加到分片區(qū)塊中。 信標(biāo)鏈 通過算法選擇驗(yàn)證器以提出新的塊。如果一個(gè)驗(yàn)證者沒有被選中提出一個(gè)新的分塊，它們將會(huì)證明另一個(gè)驗(yàn)證者的提議，并確認(rèn)一切都正常。
至少需要 128 個(gè)被稱為 委員會(huì) （ committee ）的驗(yàn)證者來證明每個(gè)分片塊。委員會(huì)有一個(gè)提出和驗(yàn)證分片區(qū)塊的時(shí)限，這個(gè)時(shí)限被稱為 插槽 （ Slot ），大約為12秒。 每個(gè)插槽只能創(chuàng)建一個(gè)有效區(qū)塊，一個(gè) 周期 （ Epoch ，大約6.4分鐘）有 32 個(gè)插槽。
每個(gè)周期過后，委員會(huì)都由不同的、隨機(jī)的參與者解散與重組，重組過程由一個(gè)半隨機(jī)算法 RANDAO 來選擇，以此避免惡意節(jié)點(diǎn)的操縱。

ETH2.0使用 Cassper 終局協(xié)議來確認(rèn)一個(gè)新的區(qū)塊是否得到足夠的證明，即只要2/3的插槽同意（即當(dāng)前參與計(jì)算的2/3的驗(yàn)證者節(jié)點(diǎn)），該區(qū)塊就會(huì)被最終確定。而推薦此區(qū)塊的驗(yàn)證者將獲得獎(jiǎng)勵(lì)。因此，在權(quán)益證明的機(jī)制下，每過6.4分鐘就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的區(qū)塊。關(guān)于Cassper協(xié)議的詳細(xì)說明后續(xù)再進(jìn)行探索。

權(quán)益證明的建設(shè)以太坊在15年就已經(jīng)提出，截止至今也才完成了Phase 0信標(biāo)鏈的建設(shè)。而下一階段的與主網(wǎng)合并，再下一階段的分片鏈建設(shè)也一再推遲。雖然PoS的建設(shè)非常緩慢，但無論如何，權(quán)益證明作為主流的共識(shí)機(jī)制算法之一，也是值得我們探討其設(shè)計(jì)原理。
后續(xù)將會(huì)針對(duì)信標(biāo)鏈的詳細(xì)設(shè)計(jì)、分片等ETH2.0內(nèi)容進(jìn)行探索。

3、POW & POS,傻傻分不清楚的共識(shí)機(jī)制

什么是共識(shí)機(jī)制？

我在開更的第一篇文章，就簡(jiǎn)單講解了數(shù)字貨幣世界的16個(gè)最高頻名詞，其中一個(gè)就是共識(shí)機(jī)制，還記得嗎？

為什么要有共識(shí)機(jī)制呢？

這就必須要解釋一下在分布式系統(tǒng)中不得不了解的“拜占庭將軍問題”了。

拜占庭將軍問題（The Byzantine Generals Problem）可以總結(jié)為一句話：

在古代，11位忠誠的、不同位置的將軍，如何排除叛徒的影響，對(duì)進(jìn)攻或撤退達(dá)成一致。

當(dāng)然，拜占庭將軍問題并不是如今才提出的，我們大中華在春秋戰(zhàn)國時(shí)期就發(fā)明了“虎符”這個(gè)神奇的方式來保障命令的正確執(zhí)行。

在分布系數(shù)系統(tǒng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)就是“拜占庭將軍”，算法執(zhí)行中的任意一個(gè)錯(cuò)誤就是“叛徒”。

為了盡可能地排除錯(cuò)誤、快速達(dá)成一致，來讓系統(tǒng)有效地、正確地運(yùn)行，便應(yīng)運(yùn)而生了各種“共識(shí)機(jī)制”。

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下面，我們就來一起學(xué)習(xí)數(shù)字貨幣世界中常見的幾種共識(shí)機(jī)制：

PoW，工作量證明 Proof of Work

PoW是比特幣所采用的共識(shí)機(jī)制，最早是由Adam Back為了解決垃圾郵件的問題而開發(fā)的一個(gè)“哈?，F(xiàn)金Hashcash”程序。

比特幣采用的是SHA256的單向函數(shù)，其具體的工作原理實(shí)在太專業(yè)，我們只需要理解到“SHA256的結(jié)果很容易驗(yàn)證，但是要將其計(jì)算出來，需要不斷嘗試運(yùn)算，直到匹配到某個(gè)隨機(jī)數(shù)；技術(shù)上而言，任何新增區(qū)塊都需要經(jīng)過232394億運(yùn)算才能得到”的程度，感興趣的小伙伴可以搜索SHA256去深入學(xué)習(xí)。

因此，只要礦工出示運(yùn)算結(jié)果，那通過PoW，全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)就認(rèn)可了他所付出的成本，承認(rèn)新的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)屬于他。

如此大量的運(yùn)算相當(dāng)浪費(fèi)資源，實(shí)際上并沒有任何科學(xué)或?qū)嶋H用途，只是為了實(shí)踐工作量證明機(jī)制、阻止攻擊者偽裝成節(jié)點(diǎn)來控制網(wǎng)絡(luò)。

雖然在2009年時(shí)為了構(gòu)建這種去中心化的、允許所有人可以免費(fèi)參與的全球貨幣網(wǎng)絡(luò)，沒有更好的選擇；但是發(fā)展到如今，已經(jīng)有了其他不需要大量浪費(fèi)算力的證明機(jī)制，比如我們下面就要提到的，PoS權(quán)益證明。

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PoS，權(quán)益證明 Proof of Stake

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，也就是說，一個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有的幣越多、時(shí)間越久，越容易獲取記賬權(quán)，也就越容易獲取區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)。

實(shí)際上，最初的PoS是PoW的一種升級(jí)，根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的幣齡，來等比例地降低挖礦難度，從而加快找到隨機(jī)數(shù)的速度。

什么是幣齡呢？

幣齡=數(shù)量*擁有天數(shù)。

由于區(qū)塊鏈中的每筆交易記錄都會(huì)被標(biāo)記時(shí)間戳，這個(gè)時(shí)間戳就可以作為幣齡的證明，因此幣齡也不可能被輕易偽造。

比如A從B那里收到10個(gè)幣，并且持有了90天，那么，A就擁有了900的幣齡；如果A賣了這10個(gè)幣，這900幣齡就被消耗了；

后來，為了徹底擺脫P(yáng)oW這種依靠算力的共識(shí)機(jī)制，PoS引入了“利息”的概念；年利率是在PoS機(jī)制最初確認(rèn)時(shí)就設(shè)定的，一般不會(huì)變化。

利息=（幣齡*年利率）/365 ，如果利率是1%，在上個(gè)例子中，A就可以得到0.02466個(gè)幣的利息。

如此一來，PoS區(qū)塊鏈的作用過程就可以這樣描述：

在初期，通過PoW機(jī)制，產(chǎn)生創(chuàng)世幣；

在創(chuàng)世幣達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，PoS機(jī)制開始作用，交易時(shí)消耗幣齡、獲得產(chǎn)生區(qū)塊的優(yōu)先權(quán)，并獲取利息，同時(shí)PoW機(jī)制由于消耗太多資源、浪費(fèi)算力而逐漸淡出；

最終系統(tǒng)中僅剩PoS來維持正常運(yùn)作。

目前大家所熟悉的以太坊，主要還是采用PoW的機(jī)制，不過正在轉(zhuǎn)向PoS。

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大家了解了PoW和PoS，在遇到其他共識(shí)機(jī)制的時(shí)候，相信也會(huì)比較快得就能理解。

比如：股份授權(quán)證明DPOS，類似于董事會(huì)投票；燃燒證明POB；沉淀證明POD；能力證明POC；消逝時(shí)間證明PODT，等等。

就不在這里為大家一一展開了，感興趣的同學(xué)可以百度或知乎一下~

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)過幾年的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，這一算法的弊端也顯露出來，比特幣網(wǎng)絡(luò)每秒完成600萬億次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解決工作量證明問題，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，一開始是最早利用顯卡挖礦的人，后來是利用FPGA礦機(jī)的人，再后來是利用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，人們便開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，但持有的幣越多，越接近于一個(gè)誠實(shí)的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)槠茐恼麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)帶來的損失也越大。Peercoin的POS機(jī)制有一個(gè)漏洞，對(duì)于不持有幣的人而言，他們本來就沒什么收益，所以一些惡意攻擊對(duì)于他們則是無損失的，這就是Nothing-at-stake attack（無利益攻擊）。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)—或者說礦工的身份。

5、以太坊基金會(huì):ETH將在未來幾個(gè)月轉(zhuǎn)向PoS 能源消耗至少減少99.95%_百 ...

長話短說：以太坊在合并完成后的能源消耗至少能減少99.95%。

以太坊將在接下里的幾個(gè)月完成向權(quán)益證明（PoS）共識(shí)機(jī)制的過渡，這帶來了無數(shù)種已被理論化的改進(jìn)。但既然信標(biāo)鏈（ Beacon chain）已經(jīng)運(yùn)行了幾個(gè)月的時(shí)間，我們實(shí)際上就可以深入研究具體的數(shù)字了。我們很高興 探索 的一個(gè)領(lǐng)域涉及新的能源使用估算，因?yàn)槲覀儗⒔Y(jié)束在共識(shí)上花費(fèi)一個(gè)國家所耗能源價(jià)值的過程。

截至目前，還沒有任何關(guān)于能源消耗（甚至使用什么硬件）的具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此下面是對(duì)以太坊未來能源消耗的粗略估算。

由于很多人都在運(yùn)行多個(gè)驗(yàn)證器，因此我決定使用可存款的獨(dú)立地址的數(shù)量，來作為今天有多少臺(tái)服務(wù)器的代理數(shù)。很多質(zhì)押者可以使用多個(gè) ETH 1.0地址，但這在很大程度上抵消了那些冗余設(shè)置。

在撰寫本文時(shí)，有來自16405個(gè)獨(dú)立地址的140592個(gè)驗(yàn)證器。顯然，這是由于交易所和staking質(zhì)押服務(wù)造成的偏差，因此移除它們會(huì)導(dǎo)致有87,897個(gè)驗(yàn)證器被假定是在家里質(zhì)押的。作為一個(gè)健全的檢查，這意味著平均每個(gè)家庭質(zhì)押者運(yùn)行了5.4個(gè)驗(yàn)證器，這對(duì)我來說似乎是一個(gè)合理的估計(jì)值。

能源要求

運(yùn)行一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)（BN）、5.4個(gè)驗(yàn)證器客戶端（VC）以及一個(gè)以太坊1.0全節(jié)點(diǎn)需要多少能量？以我的個(gè)人設(shè)置為基礎(chǔ)，大約是15瓦。Joe Clapis（Rocket Pool開發(fā)者）最近運(yùn)行了10個(gè)驗(yàn)證器客戶端（VC），1個(gè)Nimbus信標(biāo)節(jié)點(diǎn)（BN）以及1個(gè)10Ah USB電池組的Geth全節(jié)點(diǎn)，然后運(yùn)行了10個(gè)小時(shí)，這意味著這個(gè)設(shè)置平均為5瓦。而一般的投資人不太可能運(yùn)行這樣的優(yōu)化設(shè)置，所以我們?nèi)?00 瓦作為參考數(shù)。

將其與之前的87000個(gè)驗(yàn)證器相乘，就意味著家庭質(zhì)押者的消耗電量約為1.64兆瓦。估計(jì)托管質(zhì)押者所消耗的能源會(huì)更多一些，他們運(yùn)行了成千上萬個(gè)具有冗余和備份的驗(yàn)證器客戶端。

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，我們還假設(shè)他們每5.5個(gè)驗(yàn)證器使用100瓦。基于我所接觸過的基礎(chǔ)設(shè)施團(tuán)隊(duì)，這是一個(gè)粗略的高估值。真正的答案要少50倍左右（如果你是一個(gè)質(zhì)押托管團(tuán)隊(duì)，并且每個(gè)驗(yàn)證器消耗電量超過5瓦，我相信我可以為你提供幫助）。

因此，總的來說，采用權(quán)益證明（PoS）的以太坊網(wǎng)絡(luò)會(huì)消耗大約2.62兆瓦的電量。這不是一個(gè)國家的用電規(guī)模，也不是省甚至城市的用電規(guī)模，而大約是一個(gè)小鎮(zhèn)（約2100個(gè)美國家庭）的用電規(guī)模。

作為參考，當(dāng)前工作量證明（PoW）以太坊網(wǎng)絡(luò)所消耗的能量相當(dāng)于一個(gè)中等國家的能源，但這實(shí)際上是保持PoW鏈安全所必需的。顧名思義，PoW達(dá)成共識(shí)的基礎(chǔ)是哪個(gè)分叉在這方面做的“工作”最多。有兩種方法可以提高“工作”完成率，一是提高挖掘硬件的效率，二是同時(shí)使用更多的硬件。為了防止區(qū)塊鏈被成功攻擊，礦工必須比攻擊者更快的速度“工作”。由于攻擊者很可能擁有類似的硬件，礦工必須保持大量高效的硬件運(yùn)行，以防攻擊者挖出它們，所有這些硬件都會(huì)消耗大量的能量。

在PoW共識(shí)機(jī)制下， ETH 價(jià)格與算力正相關(guān)。因此，隨著價(jià)格的上漲，在均衡狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)消耗的電力也會(huì)隨之增加。而在PoS共識(shí)機(jī)制下，當(dāng) ETH 價(jià)格上漲時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的安全性也會(huì)提高（ ETH 的價(jià)值更高），但對(duì)能源的需求保持不變。

一些比較

據(jù)數(shù)字經(jīng)濟(jì)學(xué)者估計(jì) ，以太坊礦工目前每年要消耗44.49太瓦時(shí)的電量，這意味著，根據(jù)上述保守估計(jì)，PoS的能效提高了約2000倍，這反映了總能源使用量至少減少了99.95%。

如果每筆交易的能耗高于你的速度，則約為35Wh/tx（平均約60K gas/tx）或TV約20分鐘的耗電量。相比之下，以太坊PoW每筆交易使用相當(dāng)于一棟房子2.8天的能量，比特幣的每筆交易則消耗相當(dāng)于一棟房子38天的能量。

展望未來

盡管以太坊目前仍在使用PoW共識(shí)機(jī)制，但這種情況不會(huì)持續(xù)太久。在過去的幾周里，我們看到了第一批用于合并的測(cè)試網(wǎng)的出現(xiàn)（注：The Merge合并是以太坊從PoW切換到PoS時(shí)的名稱）。幾個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)正在加班加點(diǎn)地工作，以確保合并盡快到來，同時(shí)又不影響安全性。

擴(kuò)容解決方案（例如rollup和分片）將通過利用規(guī)?；?jīng)濟(jì)來幫助進(jìn)一步減少每次交易消耗的能量。

以太坊網(wǎng)絡(luò)超級(jí)耗電的日子屈指可數(shù)了，我希望這個(gè)行業(yè)的其他部分也是如此。

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