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PoS機制是什么？如何運作？有何風(fēng)險？

2023-08-18 14:51:01 | 來源： | 作者：佚名

在幣圈經(jīng)常會聽到人們提到PoS，因為ETH將在2022年6月邁入ETH 2.0階段，由原先的PoW轉(zhuǎn)向PoS,本文我們將會解說PoS是什么、運作模式與優(yōu)勢、缺點、風(fēng)險等等你應(yīng)該需要知道的資訊

PoS 是什么？

PoS 是權(quán)益證明(Proof of Stake)，2011 年區(qū)塊鏈早期被提出的共識機制，不需要龐大的電腦計算能力。

也就是說不用花費大量的開銷在購買礦機設(shè)備、電費等等支出，其目的是為了解決工作量證明(PoW) 所造成的能源消耗問題而提出的替代方案。

對于想要參與區(qū)塊鏈挖礦的投資者來說，門檻較低且簡易，人人皆能參與，同時也比PoW 共識機制更環(huán)保。

其共識機制的原理是區(qū)塊鏈中存在多個節(jié)點，透過質(zhì)押代幣的方式來爭取記帳權(quán)，以投資者的質(zhì)押代幣多寡與時間為基準(zhǔn)。

質(zhì)押代幣越多、時間越久有越高的機率成為區(qū)塊的驗證者并取得記帳權(quán)，同時投資者參與質(zhì)押挖礦是協(xié)助區(qū)塊鏈的拓展，因此也會獲得相對應(yīng)的報酬，類似于持有股票多寡領(lǐng)取股息，只是差異在于兩者性質(zhì)不同。

相較于PoW 共識機制需要透過電腦的算力以及消耗相對的能源才能夠取得記帳權(quán)，

提出的新共識機制PoS 能夠解決PoW 礦機的能源消耗問題、提升安全性以及賦予較低的中心化風(fēng)險，同時也讓驗證效率提高。

PoS 如何運作？

區(qū)塊鏈的PoW 共識機制運行方式是由多個節(jié)點所連接起來的分布式網(wǎng)絡(luò)組成，以共識機制的演算規(guī)則：

透過礦機來計算隨機數(shù)的方式來不停地送出函數(shù)的Hash 值至節(jié)點，使得最后產(chǎn)生的答案達到演算法設(shè)定的范圍內(nèi)，才能夠成功打包區(qū)塊且持續(xù)地同步其鏈上資料至其他節(jié)點來達成共識。

但當(dāng)人們注意到PoW 共識機制所衍生的問題后，而提出新的共識機制解決方案：以質(zhì)押代幣的多寡來爭取記帳權(quán)，也就是本文所講的PoS 共識機制。

在PoS 共識機制上的演算法會依據(jù)各個節(jié)點在區(qū)塊鏈上的質(zhì)押代幣多寡來選出驗證者，也就是我們要去爭取到驗證節(jié)點才能夠取得記帳權(quán)。

其演算規(guī)則是質(zhì)押越多代幣的一方就有越高的機率取得驗證節(jié)點來提出區(qū)塊并打包，接著該區(qū)塊的資料會同步到整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，而其他節(jié)點則會依據(jù)質(zhì)押代幣的多寡來驗證該區(qū)塊的合理性。

此時，PoS 共識機制是不需要跟PoW 共識機制一樣透過購買礦機且消耗能源的方式來爭取記帳權(quán)，而是透過投資者的質(zhì)押代幣多寡在其鏈上的智能合約中來爭取記帳權(quán)。

換個角度思考，也可以說PoS 共識機制是以購買代幣的成本取代原先的PoW 共識機制的礦機運行成本。

PoS 共識機制的幣齡及利息

智能合約上的PoS 共識機制還會計算幣齡(CoinAge) 以隨機的方式選擇下一個區(qū)塊的驗證者，幣齡越大，爭取記帳權(quán)的機率越高。

除此之外，幣齡也會用來計算在取得記帳權(quán)時，能夠獲得多少利息獎勵，每一個代幣一天都會有一幣齡。

換句話說，幣齡的公式為幣齡= 代幣質(zhì)押天數(shù) × 質(zhì)押代幣的數(shù)量，比如說我質(zhì)押100 顆代幣花10 天爭取到記帳權(quán)，此時我的幣齡是1000。

然而其幣齡所獲得相對應(yīng)的利息獎勵公式為利息= 幣齡× 該代幣的年利率 ÷ 365，比如說我的代幣年利率是12%，因此我可以獲得1000 × 12% ÷ 365 = 0.328 顆代幣利息獎勵。

而幣齡會歸零重新再次計算，避免有大量代幣質(zhì)押的節(jié)點壟斷區(qū)塊鏈的問題產(chǎn)生。

另外，質(zhì)押代幣的年利率是參考年化報酬率，每日都會變動，并不代表質(zhì)押結(jié)束后能拿到相對應(yīng)的值，僅參考用。

總結(jié)上述，我們能夠知道增加爭取記帳權(quán)的機率有以下三項條件：

質(zhì)押代幣數(shù)量越多
質(zhì)押時間越久
距離上次獲得記帳權(quán)的時間越久

在PoS 共識機制上的質(zhì)押挖礦適合長期持幣且不太會動用到該資產(chǎn)的投資者使用，能夠在持幣期間有代幣利息進帳，就如同持有股票分發(fā)股息一樣。

但是相對要注意的是它也同股票一樣有無法動用資產(chǎn)的時間，在質(zhì)押期間內(nèi)或者你要提前贖回質(zhì)押資產(chǎn)，你都無法馬上動用，必須要等待一段時間才能夠拿回，

因此在質(zhì)押時，所需要考量及注意的風(fēng)險是若幣價發(fā)生了跌勢，你將無法及時拿回資產(chǎn)。

PoS 的優(yōu)勢與劣勢

PoS 共識機制是為了解決PoW 共識機制的缺點而提出的解決方案，但這也將會犧牲一些區(qū)塊鏈不可能三角的優(yōu)勢來去彌補缺點。

我們將會透過條列式的方式來簡單區(qū)分說明PoS 的各個優(yōu)缺點。

PoS 的優(yōu)點

相較于PoW 礦機設(shè)備面臨供不應(yīng)求時，PoS 不需要擔(dān)心有無礦機設(shè)備問題
在PoS 的質(zhì)押代幣機制下，可以減少駭客作為驗證者控制51% 以上的權(quán)益節(jié)點的惡意操作攻擊機率
響應(yīng)環(huán)保意識下，更可以符合人們期望，大幅節(jié)省資源能源的消耗
交易的驗證效率及性能相比PoW更快，縮小達成共識所需的時間

PoS 的缺點

若區(qū)塊鏈分叉成2條鏈時，質(zhì)押的代幣在2條鏈都能夠獲得利息，可能會影響區(qū)塊鏈的通膨
大量代幣集中在某一節(jié)點上，很可能會演變成資本主義而失去原有區(qū)塊鏈的信念
缺乏外部稀缺性使得質(zhì)押代幣不用支付太多成本，很可能會造成嚴重的區(qū)塊鏈幣價支撐問題
質(zhì)押的代幣無法馬上取回，若幣價發(fā)生暴跌，將會發(fā)生賺了利息賠了本金的問題

因此我們可以理解PoS 共識機制雖然有很好的優(yōu)勢，但也伴隨著相對應(yīng)的風(fēng)險。這也是區(qū)塊鏈所提到的不可能三角問題：只要兩方得到提升，必然會有一方是屬于弱勢的。

此時，我們就必須要思考在PoS 共識機制中，犧牲了哪些因素呢？

然而區(qū)塊鏈所提到的「不可能三角」，指的是在區(qū)塊鏈的所有共識機制中，目前沒有一個共識機制可以完美的同時兼具這三項特質(zhì)：去中心化(Decentralization)、可擴展性(Scability)、安全性(Security)

雖然在PoS 共識機制下，可以讓投資者透過質(zhì)押代幣的方式取得穩(wěn)定的利息收入，滿足不可能三角的「安全性」及「可擴展性」，

但也伴隨富者越富的風(fēng)險，而喪失「去中心化」，因此該機制還是有風(fēng)險與限制的存在。

PoS 與PoW、DPoS 的差異

當(dāng)我們了解PoS 是透過質(zhì)押代幣多寡的方式在區(qū)塊鏈上爭取記帳權(quán)，并獲取相對應(yīng)的代幣利息獎勵。

雖然其中的原理滿像我們購買股票來領(lǐng)取股息，但是實際上背后定義并不一樣。那么接著又有哪些較為常見的共識機制與差異呢？

因此我們將會以條列式與表格的方式來細說PoS、PoW 以及DPoS 的差異，以便淺解易懂。

PoS：權(quán)益證明(Proof of Stake)，是針對PoW 共識機制所衍生的問題而提出的共識機制，以質(zhì)押代幣的多寡來爭取記帳權(quán)，雖然其共識機制解決了能源消耗問題，但是并未有效改善性能、效能及擴展性的問題，因此后來又衍生出改良版的DPoS 共識機制。

PoW：工作量證明(Proof of Work)，是區(qū)塊鏈最早出現(xiàn)的共識機制，也是BTC 所采用的共識機制，以礦機設(shè)備的算力來爭取記帳權(quán)，但相對能源消耗問題比其他兩者共識機制高出許多，同時性能效率及擴展性較差，因此也就有PoS 共識機制替代方案來解決此問題。

DPoS：代理權(quán)益證明(Delegated Proof of Stake)，與PoS 共識機制原理相同，差異在于多出選擇數(shù)個見證者，類似投票，以投票方式選出見證者，由他們負責(zé)管理驗證與記帳，這種機制能夠大幅降低節(jié)點量來提升性能效率及擴展性的不足，但相對權(quán)力會集中在少數(shù)節(jié)點上而犧牲安全性及去中心化。

共識機制	PoS	PoW	DPoS
代稱	驗證者	礦工	見證者
挖礦方式	質(zhì)押代幣	電腦算力	質(zhì)押代幣及聲量
挖礦成本	代幣	電力、礦機設(shè)備	代幣
代理人	無	無	有
能源消耗	無	有	無
安全性	中	高	低
去中心化	中	高	低
可擴展性	中	低	高
缺點	資產(chǎn)被鎖倉	礦機設(shè)備貴	資產(chǎn)被鎖倉

再者，透過簡單了解以上這三個不同共識機制后，我們可以理解到除了PoW 共識機制是需要透過礦機設(shè)備的算力來爭取記帳權(quán)。

其余兩者皆是透過質(zhì)押代幣的多寡來爭取記帳權(quán)，差別在于有無代理人負責(zé)管理交易上的驗證及記帳。

共識機制的歷程

PoW 共識機制是透過算力爭取記帳權(quán)，在區(qū)塊鏈上建構(gòu)區(qū)塊的人俗稱礦工，其挖礦所需要支出的成本是礦機設(shè)備、電力能源等等。

此外，在不可能三角理論中，由于節(jié)點驗證是需要全部節(jié)點共同驗證、容錯率較高，因此無法滿足「可擴展性」需求。

PoS 共識機制針對PoW 共識機制的能源消耗缺點而改變共識機制，以低能源消耗的質(zhì)押代幣方式來爭取記帳權(quán)。

此時，在區(qū)塊鏈上建構(gòu)新區(qū)塊的人稱為驗證者，其共識機制有效改善原先的高設(shè)備成本門檻，使得各個投資者都可以透過交易所來參與質(zhì)押挖礦。

DPoS 共識機制改良PoS 共識機制在不可能三角理論中的「可擴展性」不足之處，以見證者代理多個節(jié)點的驗證與記帳工作來減少節(jié)點量，以此提升前兩者共識機制的性能效率。

總結(jié)

區(qū)塊鏈的PoS 共識機制是針對PoW 共識機制所產(chǎn)生的能源消耗浪費、交易速度緩慢及擴容性差等等問題而提出的新共識機制替代方案，

也是探討區(qū)塊鏈的未來發(fā)展是否能夠符合人們所關(guān)注的地球暖化、能源浪費等等議題而做出的改變。

盡管PoS 共識機制相較于PoW 共識機制有較多的優(yōu)勢，但是從另一角度思考，若某節(jié)點擁有大量的代幣可以壟斷區(qū)塊鏈，將會失去區(qū)塊鏈的「去中心化」。

然而現(xiàn)階段沒有一個完美的共識機制可以解決問題，但各個項目方都正致力于開發(fā)一個「去中心化」、「可擴展性」、「安全性」三方面都能達到極大化的共識機制。

到此這篇關(guān)于PoS機制是什么？如何運作？有何風(fēng)險？的文章就介紹到這了,更多相關(guān)PoS機制詳細介紹內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持腳本之家！

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Tag：PoS機制運作風(fēng)險

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