深度解析區(qū)塊鏈POW和POS的區(qū)別
有關(guān)注區(qū)塊鏈的,肯定會(huì)經(jīng)常看到這兩個(gè)名詞:PoW 與 PoS。但是很多人對他們的含義的理解存在很多偏差。那么他們的含義與區(qū)別是什么呢?
簡單而言,PoW 和 PoS 是 2 種不同的對記賬權(quán)利的分配方式。
PoW
POW(Proof of Work)直譯過來即是工作證明,也叫工作量證明。(例子:BTC、LTC)
這是什么意思呢?這就是說,你能夠獲得的幣的數(shù)量,取決于你挖礦貢獻(xiàn)的有效工作,也就是說,你用于挖礦的礦機(jī)的性能越好,分給你的收益就會(huì)越多,這就是根據(jù)你的工作證明來執(zhí)行幣的分配方式。
比特幣采用的共識(shí)算法就是 PoW,專業(yè)一點(diǎn)說,礦工們在挖一個(gè)新的區(qū)塊時(shí),必須對SHA-256密碼散列函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,區(qū)塊中的隨機(jī)散列值以一個(gè)或多個(gè)0開始。隨著0數(shù)目的上升,找到這個(gè)解所需要的工作量將呈指數(shù)增長,礦工通過反復(fù)嘗試找到這個(gè)解。
額,通俗的說,PoW 的意思就是社會(huì)主義,按勞分配,多勞多得。
PoW 的優(yōu)勢與劣勢
PoW機(jī)制的設(shè)計(jì)目的是保證安全。無論是在中心化還是非中心化系統(tǒng)中,防止作弊都是很重要的。
PoW 假設(shè)大多數(shù)人不會(huì)作弊,如果你想作弊,你要有壓倒大多數(shù)人的算力,但不能防止礦工抱團(tuán)取暖。
因?yàn)樽鞅滓冻鲆欢ǔ杀?,作弊者就?huì)謹(jǐn)慎對待了。在比特幣的 PoW 機(jī)制中,由于獲得計(jì)算結(jié)果的概率趨近于所占算力比例,因此在不掌握51%以上算力的前提下,礦工欺詐的成本要顯著高于誠實(shí)挖礦,甚至不可能完成欺詐(由于概率過低)。
PoS
PoS(Proof of Stake)直譯過來就是股權(quán)證明,即直接證明你持有的份額。 (例子:恒星幣,狗狗幣等)
由于 BTC 的 PoW 機(jī)制決定了誰的算力強(qiáng)誰就能獲得更多收益,擁有更大的記賬權(quán)。所以類似比特幣這樣的 PoW 幣種挖礦帶來了巨大的電力能源消耗,為了解決這種情況,所以有了 PoS。
PoS 試圖解決 PoW 機(jī)制中大量資源被浪費(fèi)的情況。這種機(jī)制通過計(jì)算你持有占總幣數(shù)的百分比以及占有幣數(shù)的時(shí)間來決定記賬權(quán)。
在現(xiàn)實(shí)世界中 PoS 很普遍,最為熟知的例子就是股票。股票是用來記錄股權(quán)的證明,股票持有量多的,擁有更高更多的投票權(quán)和收益權(quán)。
額,通俗的說,PoS 就是資本主義,按錢分配,錢生錢。
PoS 的優(yōu)勢與劣勢
Pos 當(dāng)然也能防作弊,因?yàn)槿绻幻钟?51%以上股權(quán)的人作弊,相當(dāng)于他坑了自己,因?yàn)橐粋€(gè)人自己不會(huì)殺死自己的錢。
PoS 機(jī)制由股東自己保證安全,工作原理是利益捆綁。在這個(gè)模式下,不持有 PoS 的人無法對 PoS 構(gòu)成威脅。PoS 的安全取決于持有者,和其他任何因素?zé)o關(guān)。
DPoS
DPoS(Delegated Proof of Stake)即是委托股權(quán)證明,是 PoS 的進(jìn)化方案,由 Dan Larimer 發(fā)明。(例子:比特股 BTS)
在常規(guī) PoW 和 PoS 中,一大影響效率之處在于任何一個(gè)新加入的 Block,都需要被整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)做確認(rèn)。
DPoS 優(yōu)化方案在于:通過不同的策略,不定時(shí)的選中一小群節(jié)點(diǎn),這一小群節(jié)點(diǎn)做新區(qū)塊的創(chuàng)建,驗(yàn)證,簽名和相互監(jiān)督,這樣就大幅度的減少了區(qū)塊創(chuàng)建和確認(rèn)所需要消耗的時(shí)間和算力成本。
PoW + PoS 混合機(jī)制
所以,為了結(jié)合兩種挖礦方式的優(yōu)點(diǎn),開始有了基于 PoW+PoS 混合共識(shí)機(jī)制的幣。例如 Hcash,以及以太坊 ETH 也正在向 PoW+PoS 混合挖升級(jí)礦轉(zhuǎn)變。
那么,PoW + PoS 混合機(jī)制的優(yōu)勢是什么呢?
假設(shè)一個(gè)幣它的機(jī)制是PoW + PoS 的混合機(jī)制。那么持有該幣的用戶與礦工均可以參與到投票中,共同參與該幣社區(qū)的重大決定,持幣者與礦工都可以影響預(yù)先編制好的更新,如隔離見證(SegWit)、增大區(qū)塊等等。如果這些更新被廣泛認(rèn)可,無需開發(fā)者干預(yù),鏈就會(huì)自動(dòng)分叉以配合更新。而這才是真正的去中心化。
以混合機(jī)制來實(shí)現(xiàn)廣義上的 DAO(去中心化自治組織)的高效運(yùn)行。通過 PoW+PoS 公平的按持幣數(shù)量與工作量分配投票權(quán)重,實(shí)現(xiàn)社區(qū)自治。
總結(jié)
PoW 和 PoS 各有優(yōu)缺點(diǎn)。但看上去似乎是 PoW 的優(yōu)點(diǎn)多??纯戳魍ㄊ兄蹬判邪窨壳暗膸欧N,大多數(shù)都是PoW。
PoS 有中心化的嫌疑,PoW 雖然能做到充分地去中心化,但是存在大量消耗能源的缺點(diǎn)。也許 PoW + PoS 是一種很好的解決方式,但是區(qū)塊鏈社區(qū)是不斷發(fā)展的,技術(shù)也是不斷迭代更新優(yōu)化的,更好的解決方式也許又會(huì)被推出來。
不斷的學(xué)習(xí),了解,才能更好的立足于區(qū)塊鏈。當(dāng)然本文只是初淺對 PoW、PoS、DPoS 進(jìn)行科普,具體算法實(shí)現(xiàn)介紹,將在后續(xù)慢慢展開。