小白科普 | 什么是POS共识机制?

由于加密货币多数采用去中心化的区块链设计,节点是各处分散且平行的,所以必须设计一套制度,来维护系统的运作顺序与公平性,统一区块链的版本,并奖励提供资源维护区块链的使用者,以及惩罚恶意的危害者。

这样的制度,必须依赖某种方式来证明,谁取得了一个区块链的打包权(或称记帐权),就可以获取打包这一个区块的奖励;又或者是谁意图进行危害,就会获得一定的惩罚,这就是共识机制。

共识机制在区块链行业中极其重要,只有运行规则清晰明了,才能被接入更多的行业进行落地应用。目前,区块链共识机制主要有四种,分别是PoW(工作量证明)、PoS(权益证明)、DPoS(代理权益证明)和PoC(容量证明),这一期主要给大家介绍的是PoS (权益证明)。

概念

POS,全称Proof of Stake,即权益证明。

PoS共识机制的记账权由持币的数量和持币占有的天数决定。区块链共识机制的第一步就是随机筛选一个记账者,PoW是通过计算能力来获得记账权,计算能力越强,获得记账权的概率越大,PoS则将计算能力更换为权益证明,节点所拥有的币龄越多,获得的记账的概率就越大,类似于公司的股权结构,股权占比大的合伙人话语权越重。

简单来说,PoW的整个运行机制类似于资本主义的按钱分配,持有越多,获得越多。

起源

PoS机制最早提出在2012年,Sunny King与Scott Nadal联名发表的一篇学术论文中。论文对于比特币本身存在的一些问题进行了全新的思考,首次引入了全新的共识机制:权益证明(PoS)的概念,旨在解决比特币挖矿高能耗等问题,Sunny King 也基于PoW的基础框架实现了第一代PoS区块链:Peercoin(点点币)。

原理

PoS类似于股票的分红制度,持有股权相对较多的人能够获得更多的分红。获得股权越多,获得记账权的概率就越大。PoS中的“股权”大小取决于个人的“币龄”大小,先要了解一个概念——币龄,币龄 = 币量 x 持有天数。所以你持有币数量越多,持有天数越长,获得记账权和激励的概率越大! 当你得到激励后,持有天数会清零,币龄也会跟着清零,周而复始,避免了富人更富的局面。

优势

PoS机制在一定程度上缩短了共识的达成时间,也不再需要为了安全产生区块而消耗大量能源挖矿,而且更难进行51%攻击。因为想要对51%进行攻击的话,你必须拥有51%的货币。所以,你想攻击的东西越值钱,你所需要的成本就越高,也越安全。

劣势

如果出现了分叉问题,节点都会同时在几个分支上进行“挖矿”,那么这将导致发起攻击的分叉有可能成功,一旦被攻击成功,那么整个系统就会被操控。

PoS也很容易造成富人更富的局面,谁的币量多,谁就越容易获得更多的币量,理论上谁能掌握51%的币量,谁就能掌控整个网络,所以去中心化能力比较弱。

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