PoS機(jī)制是什么？如何運(yùn)作？有何風(fēng)險(xiǎn)？
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(shí)機(jī)制，不需要龐大的電腦計(jì)算能力。
也就是說(shuō)不用花費(fèi)大量的開銷在購(gòu)買礦機(jī)設(shè)備、電費(fèi)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(wèn)題而提出的替代方案。
對(duì)于想要參與區(qū)塊鏈挖礦的投資者來(lái)說(shuō)，門檻較低且簡(jiǎn)易，人人皆能參與，同時(shí)也比PoW 共識(shí)機(jī)制更環(huán)保。
其共識(shí)機(jī)制的原理是區(qū)塊鏈中存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)，透過(guò)質(zhì)押代幣的方式來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)，以投資者的質(zhì)押代幣多寡與時(shí)間為基準(zhǔn)。
質(zhì)押代幣越多、時(shí)間越久有越高的機(jī)率成為區(qū)塊的驗(yàn)證者并取得記帳權(quán)，同時(shí)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(huì)獲得相對(duì)應(yīng)的報(bào)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(shí)機(jī)制需要透過(guò)電腦的算力以及消耗相對(duì)的能源才能夠取得記帳權(quán)，
提出的新共識(shí)機(jī)制PoS 能夠解決PoW 礦機(jī)的能源消耗問(wèn)題、提升安全性以及賦予較低的中心化風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也讓驗(yàn)證效率提高。
PoS 如何運(yùn)作？
區(qū)塊鏈的PoW 共識(shí)機(jī)制運(yùn)行方式是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)所連接起來(lái)的分布式網(wǎng)絡(luò)組成，以共識(shí)機(jī)制的演算規(guī)則：
透過(guò)礦機(jī)來(lái)計(jì)算隨機(jī)數(shù)的方式來(lái)不停地送出函數(shù)的Hash 值至節(jié)點(diǎn)，使得最后產(chǎn)生的答案達(dá)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(diǎn)來(lái)達(dá)成共識(shí)。
但當(dāng)人們注意到PoW 共識(shí)機(jī)制所衍生的問(wèn)題后，而提出新的共識(shí)機(jī)制解決方案：以質(zhì)押代幣的多寡來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)，也就是本文所講的PoS 共識(shí)機(jī)制。
在PoS 共識(shí)機(jī)制上的演算法會(huì)依據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)在區(qū)塊鏈上的質(zhì)押代幣多寡來(lái)選出驗(yàn)證者，也就是我們要去爭(zhēng)取到驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)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(jī)率取得驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)來(lái)提出區(qū)塊并打包，接著該區(qū)塊的資料會(huì)同步到整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，而其他節(jié)點(diǎn)則會(huì)依據(jù)質(zhì)押代幣的多寡來(lái)驗(yàn)證該區(qū)塊的合理性。
此時(shí)，PoS 共識(shí)機(jī)制是不需要跟PoW 共識(shí)機(jī)制一樣透過(guò)購(gòu)買礦機(jī)且消耗能源的方式來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)，而是透過(guò)投資者的質(zhì)押代幣多寡在其鏈上的智能合約中來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)。
換個(gè)角度思考，也可以說(shuō)PoS 共識(shí)機(jī)制是以購(gòu)買代幣的成本取代原先的PoW 共識(shí)機(jī)制的礦機(jī)運(yùn)行成本。
PoS 共識(shí)機(jī)制的幣齡及利息
智能合約上的PoS 共識(shí)機(jī)制還會(huì)計(jì)算幣齡(CoinAge) 以隨機(jī)的方式選擇下一個(gè)區(qū)塊的驗(yàn)證者，幣齡越大，爭(zhēng)取記帳權(quán)的機(jī)率越高。
除此之外，幣齡也會(huì)用來(lái)計(jì)算在取得記帳權(quán)時(shí)，能夠獲得多少利息獎(jiǎng)勵(lì)，每一個(gè)代幣一天都會(huì)有一幣齡。
換句話說(shuō)，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(shuō)我質(zhì)押100 顆代幣花10 天爭(zhēng)取到記帳權(quán)，此時(shí)我的幣齡是1000。
然而其幣齡所獲得相對(duì)應(yīng)的利息獎(jiǎng)勵(lì)公式為利息= 幣齡× 該代幣的年利率 ÷ 365，比如說(shuō)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(jiǎng)勵(lì)。
而幣齡會(huì)歸零重新再次計(jì)算，避免有大量代幣質(zhì)押的節(jié)點(diǎn)壟斷區(qū)塊鏈的問(wèn)題產(chǎn)生。
另外，質(zhì)押代幣的年利率是參考年化報(bào)酬率，每日都會(huì)變動(dòng)，并不代表質(zhì)押結(jié)束后能拿到相對(duì)應(yīng)的值，僅參考用。
總結(jié)上述，我們能夠知道增加爭(zhēng)取記帳權(quán)的機(jī)率有以下三項(xiàng)條件：
- 質(zhì)押代幣數(shù)量越多
- 質(zhì)押時(shí)間越久
- 距離上次獲得記帳權(quán)的時(shí)間越久
在PoS 共識(shí)機(jī)制上的質(zhì)押挖礦適合長(zhǎng)期持幣且不太會(huì)動(dòng)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(jìn)帳，就如同持有股票分發(fā)股息一樣。
但是相對(duì)要注意的是它也同股票一樣有無(wú)法動(dòng)用資產(chǎn)的時(shí)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(wú)法馬上動(dòng)用，必須要等待一段時(shí)間才能夠拿回，
因此在質(zhì)押時(shí)，所需要考量及注意的風(fēng)險(xiǎn)是若幣價(jià)發(fā)生了跌勢(shì)，你將無(wú)法及時(shí)拿回資產(chǎn)。
PoS 的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)
PoS 共識(shí)機(jī)制是為了解決PoW 共識(shí)機(jī)制的缺點(diǎn)而提出的解決方案，但這也將會(huì)犧牲一些區(qū)塊鏈不可能三角的優(yōu)勢(shì)來(lái)去彌補(bǔ)缺點(diǎn)。
我們將會(huì)透過(guò)條列式的方式來(lái)簡(jiǎn)單區(qū)分說(shuō)明PoS 的各個(gè)優(yōu)缺點(diǎn)。
PoS 的優(yōu)點(diǎn)
- 相較于PoW 礦機(jī)設(shè)備面臨供不應(yīng)求時(shí)，PoS 不需要擔(dān)心有無(wú)礦機(jī)設(shè)備問(wèn)題
- 在PoS 的質(zhì)押代幣機(jī)制下，可以減少駭客作為驗(yàn)證者控制51% 以上的權(quán)益節(jié)點(diǎn)的惡意操作攻擊機(jī)率
- 響應(yīng)環(huán)保意識(shí)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(yàn)證效率及性能相比PoW更快，縮小達(dá)成共識(shí)所需的時(shí)間
PoS 的缺點(diǎn)
- 若區(qū)塊鏈分叉成2條鏈時(shí)，質(zhì)押的代幣在2條鏈都能夠獲得利息，可能會(huì)影響區(qū)塊鏈的通膨
- 大量代幣集中在某一節(jié)點(diǎn)上，很可能會(huì)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(huì)造成嚴(yán)重的區(qū)塊鏈幣價(jià)支撐問(wèn)題
- 質(zhì)押的代幣無(wú)法馬上取回，若幣價(jià)發(fā)生暴跌，將會(huì)發(fā)生賺了利息賠了本金的問(wèn)題
因此我們可以理解PoS 共識(shí)機(jī)制雖然有很好的優(yōu)勢(shì)，但也伴隨著相對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。這也是區(qū)塊鏈所提到的不可能三角問(wèn)題：只要兩方得到提升，必然會(huì)有一方是屬于弱勢(shì)的。
此時(shí)，我們就必須要思考在PoS 共識(shí)機(jī)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(shí)機(jī)制中，目前沒(méi)有一個(gè)共識(shí)機(jī)制可以完美的同時(shí)兼具這三項(xiàng)特質(zhì)：去中心化(Decentralization)、可擴(kuò)展性(Scability)、安全性(Security)
雖然在PoS 共識(shí)機(jī)制下，可以讓投資者透過(guò)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(kuò)展性」，
但也伴隨富者越富的風(fēng)險(xiǎn)，而喪失「 去中心化」，因此該機(jī)制還是有風(fēng)險(xiǎn)與限制的存在。
PoS 與PoW、DPoS 的差異
當(dāng)我們了解PoS 是透過(guò)質(zhì)押代幣多寡的方式在區(qū)塊鏈上爭(zhēng)取記帳權(quán)，并獲取相對(duì)應(yīng)的代幣利息獎(jiǎng)勵(lì)。
雖然其中的原理滿像我們購(gòu)買股票來(lái)領(lǐng)取股息，但是實(shí)際上背后定義并不一樣。那么接著又有哪些較為常見(jiàn)的共識(shí)機(jī)制與差異呢？
因此我們將會(huì)以條列式與表格的方式來(lái)細(xì)說(shuō)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(duì)PoW 共識(shí)機(jī)制所衍生的問(wèn)題而提出的共識(shí)機(jī)制，以質(zhì)押代幣的多寡來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)，雖然其共識(shí)機(jī)制解決了能源消耗問(wèn)題，但是并未有效改善性能、效能及擴(kuò)展性的問(wèn)題，因此后來(lái)又衍生出改良版的DPoS 共識(shí)機(jī)制。
- PoW：工作量證明(Proof of Work)，是區(qū)塊鏈最早出現(xiàn)的共識(shí)機(jī)制，也是BTC 所采用的共識(shí)機(jī)制，以礦機(jī)設(shè)備的算力來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)，但相對(duì)能源消耗問(wèn)題比其他兩者共識(shí)機(jī)制高出許多，同時(shí)性能效率及擴(kuò)展性較差，因此也就有PoS 共識(shí)機(jī)制替代方案來(lái)解決此問(wèn)題。
- DPoS：代理權(quán)益證明(Delegated Proof of Stake)，與PoS 共識(shí)機(jī)制原理相同，差異在于多出選擇數(shù)個(gè)見(jiàn)證者，類似投票，以投票方式選出見(jiàn)證者，由他們負(fù)責(zé)管理驗(yàn)證與記帳，這種機(jī)制能夠大幅降低節(jié)點(diǎn)量來(lái)提升性能效率及擴(kuò)展性的不足，但相對(duì)權(quán)力會(huì)集中在少數(shù)節(jié)點(diǎn)上而犧牲安全性及去中心化。
| 共識(shí)機(jī)制 | PoS | PoW | DPoS |
|---|---|---|---|
| 代稱 | 驗(yàn)證者 | 礦工 | 見(jiàn)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(jī)設(shè)備 | 代幣 |
| 代理人 | 無(wú) | 無(wú) | 有 |
| 能源消耗 | 無(wú) | 有 | 無(wú) |
| 安全性 | 中 | 高 | 低 |
| 去中心化 | 中 | 高 | 低 |
| 可擴(kuò)展性 | 中 | 低 | 高 |
| 缺點(diǎn) | 資產(chǎn)被鎖倉(cāng) | 礦機(jī)設(shè)備貴 | 資產(chǎn)被鎖倉(cāng) |
再者，透過(guò)簡(jiǎn)單了解以上這三個(gè)不同共識(shí)機(jī)制后，我們可以理解到除了PoW 共識(shí)機(jī)制是需要透過(guò)礦機(jī)設(shè)備的算力來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)。
其余兩者皆是透過(guò)質(zhì)押代幣的多寡來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)，差別在于有無(wú)代理人負(fù)責(zé)管理交易上的驗(yàn)證及記帳。
共識(shí)機(jī)制的歷程
PoW 共識(shí)機(jī)制是透過(guò)算力爭(zhēng)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(jī)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(diǎn)驗(yàn)證是需要全部節(jié)點(diǎn)共同驗(yàn)證、容錯(cuò)率較高，因此無(wú)法滿足「 可擴(kuò)展性」需求。
PoS 共識(shí)機(jī)制針對(duì)PoW 共識(shí)機(jī)制的能源消耗缺點(diǎn)而改變共識(shí)機(jī)制，以低能源消耗的質(zhì)押代幣方式來(lái)爭(zhēng)取記帳權(quán)。
此時(shí)，在區(qū)塊鏈上建構(gòu)新區(qū)塊的人稱為驗(yàn)證者，其共識(shí)機(jī)制有效改善原先的高設(shè)備成本門檻，使得各個(gè)投資者都可以透過(guò)交易所來(lái)參與質(zhì)押挖礦。
DPoS 共識(shí)機(jī)制改良PoS 共識(shí)機(jī)制在不可能三角理論中的「 可擴(kuò)展性」不足之處，以見(jiàn)證者代理多個(gè)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證與記帳工作來(lái)減少節(jié)點(diǎn)量，以此提升前兩者共識(shí)機(jī)制的性能效率。
總結(jié)
區(qū)塊鏈的PoS 共識(shí)機(jī)制是針對(duì)PoW 共識(shí)機(jī)制所產(chǎn)生的能源消耗浪費(fèi)、交易速度緩慢及擴(kuò)容性差等等問(wèn)題而提出的新共識(shí)機(jī)制替代方案，
也是探討區(qū)塊鏈的未來(lái)發(fā)展是否能夠符合人們所關(guān)注的地球暖化、能源浪費(fèi)等等議題而做出的改變。
盡管PoS 共識(shí)機(jī)制相較于PoW 共識(shí)機(jī)制有較多的優(yōu)勢(shì)，但是從另一角度思考，若某節(jié)點(diǎn)擁有大量的代幣可以壟斷區(qū)塊鏈，將會(huì)失去區(qū)塊鏈的「 去中心化」。
然而現(xiàn)階段沒(méi)有一個(gè)完美的共識(shí)機(jī)制可以解決問(wèn)題，但各個(gè)項(xiàng)目方都正致力于開發(fā)一個(gè)「 去中心化」、「 可擴(kuò)展性」、「 安全性」三方面都能達(dá)到極大化的共識(shí)機(jī)制。
到此這篇關(guān)于PoS機(jī)制是什么？如何運(yùn)作？有何風(fēng)險(xiǎn)？的文章就介紹到這了,更多相關(guān)PoS機(jī)制詳細(xì)介紹內(nèi)容請(qǐng)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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