PoS与PoW：区块链验证机制对投资者的影响

在FameEX新手必读文章中，我们曾经为大家详细解读过区块链（Blockchain）是一种记录全网交易的创新技术，通过区块链技术，加密货币被称为是一本人人可参与的去中心化账本。那么，在所有人参与记录交易的过程中，如何维持账本的一致性，不让交易出现错误？谁来分配记账权才能保持公平公正？记账的奖励又是谁来分配，如何分配？这就是本文为大家解读的内容。

本文将深入分析区块链技术的核心关键：共识机制（Consensus），并着重讲解权益证明（Proof of Stake）和工作量证明（Proof of Work）的异同，帮助新手投资者理解其工作原理与差异，以及为什么比特币跟其他币种都需要这些共识机制？

什么是共识机制？为什么需要它？

共识机制是指在区块链网络中，为了达成一致和确认交易或数据的有效性，参与者之间达成共同的决策和协议的规则。在共识机制中，不同节点通过相互通信、验证和协商，以保持网络的稳定性和安全性。常见的共识机制包括工作量证明（Proof of Work，简称PoW）、权益证明（Proof of Stake，简称PoS）、权益分享（Delegated Proof of Stake，简称DPoS）、提名权益证明（Nominated Proof of Stake，简称NPoS）等等。共识机制在区块链技术和加密货币中起着重要作用，确保交易的正确性和一致性，同时保护网络免受攻击和欺诈。

共识机制对区块链的重要性

在区块链网络中，由于没有中央机构来确认和验证交易，共识机制在其中扮演者确保交易可信和安全的重要角色。共识机制通过制定规则，让网络节点达成一致意见，确保交易的有效性、一致性、不可篡改，并防止恶意节点攻击或篡改网络，增强了区块链的安全性。

共识机制的存在，还有助于解决双重支付的问题，即防止同一资产同时被多次使用。通过共识机制，只有经过验证的交易才会被添加到区块链中，从而避免了不合法或重复的交易。共识机制使区块链成为一种可靠的分布式账本系统，应用于各种领域，如数字货币、智能合约、供应链管理等。  

什么是PoS、Pow、DPoS、NPoS？如何运作？

什么是权益证明 (Proof of Stake)验证机制？

权益证明 (Proof of Stake)是一种常用的共识机制。在PoS机制中，持有更多权益的节点（持有更多加密货币数量的节点）有更高的几率被选中创建新区块和验证交易，并获得相应的奖励。

PoS 的优势与劣势 

权益证明 (Proof of Stake)的优势包括能源效率高、交易速度快、减少了竞争性算力竞赛，降低了网络能源消耗。PoS不需要像PoW那样大量消耗电力进行挖矿，使得区块链更环保。

权益证明 (Proof of Stake)的劣势是持有更多权益的节点有更大的控制权，这可能导致区块链网络被寡头垄断。其次，PoS机制下，富有的持币者获得更多奖励，而较小持币者的回报较少。第三，如果恶意节点攻击网络，可能会造成共识的破裂。因此，设计和实施合理的治理机制对于确保PoS的稳定和公平至关重要。

什么是工作证明 (Proof Of Work)验证机制？  

工作证明 (Proof Of Work)是一种早期常用的共识机制。在PoW机制中，矿工通过解决复杂的数学难题来竞争性地寻找有效区块。第一个找到有效区块的矿工可以将经过验证的交易打包成新区块，并添加到区块链中，获得相应奖励。这个过程需要大量的计算能力，因此被称为“挖矿”。

PoW 的优势与劣势

工作证明 (Proof Of Work)的优势在于安全性高，通过大量的计算能力保障了区块链的稳定性和抗攻击性。它确保交易不可篡改和一致性，被广泛应用于比特币等主流加密货币。

工作证明 (Proof Of Work)的优势在于它需要大量计算能力和能源消耗，这会导致高昂的挖矿成本和环境问题，并引发算力竞赛和集中化或权力集中问题。另外，PoW的交易速度十分缓慢，每个区块的确认时间长，因此，一些区块链项目转向其他共识机制，如权益证明（Proof of Stake）等等。 

什么是权益分享 (Delegated Proof Of Stake)验证机制？

权益分享 (Delegated Proof Of Stake)是结合PoW和PoS改良而成的一种共识机制，旨在解决PoW和PoS的一些问题。在DPoS机制中，持币者可以委托选出代表节点，这些代表节点负责确认和打包交易，持币者的投票权重由持有的加密货币数量决定。

DPoS 的优势与劣势

相比于PoW和PoS，DPoS减少了能源消耗，提高了交易处理速度，降低了交易费用，持币者通过投票选出代表节点，增加了网络的安全性和共识的形成，DPoS还鼓励持币者积极参与网络治理，增强了社区的参与度和民主性。
DPoS的劣势在于权益分享可能导致富有的持币者获得更多权力，可能引发寡头垄断问题，如果代表节点的选举过程不公正，则可能导致中心化的风险。

什么是提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)验证机制？

提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)是基于权益证明 (Proof of Stake)改良而成的共识机制，目前波卡（ Polkadot）、阿童木（Cosmos）采用的就是提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)机制。提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)机制的特点是当参与者没有足够的加密货币，也不行亲自验证交易记录，又想参与整个区块链账本的运营时，可以称为提名人（Nominators），质押加密货币到信誉良好的节点上，提高该节点称为记账人的机会，当该节点被区块链选中，并获得记账奖励后，参与者也能获得相应的奖励分成。

NPoS 的优势与劣势

提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)的优势是，验证者所属的提名人越多，代表将要均分奖励的参与者越多，这会降低平均收益，从而降低提名人投票给得票较高的验证者，阻止网络中大者恒大的概率。而为了避免验证者批准无效交易等恶意行为，提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)机制会采取“连坐”机制，如验证者批准无效交易，则网络会将验证者与提名者质押的加密货币全部扣除，以示惩罚，这会导致提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)机制的竞争力降低。

PoS 和 PoW 的区块链验证机制有什么不同？

PoW通过解决复杂的数学难题来确认交易，需要大量的计算能力和能源消耗，如比特币。而PoS则根据持币者的权益（持有货币数量）来选出节点，负责验证交易和创建新区块，不需要大量计算，如以太坊。

共识机制的历程

工作证明 (Proof Of Work)是最早被采用的共识机制，它被使用在比特币网络中，用以确保交易的安全性和可信性。而为了解决工作证明 (Proof Of Work)带来的能源消耗和效率问题，权益证明（Proof of Stake）被提出，并使用于以太坊网络中。权益证明（Proof of Stake）存在着权力集中的风险，因此，权益分享 (Delegated Proof Of Stake)机制被提出，被使用于EOS网络中。
此后，还有其他共识机制如拜占庭容错（Byzantine Fault Tolerance）、委托拜占庭容错（Delegated Byzantine fault tolerance）、提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)被各个区块链网络提出并使用，以期解决更多的问题。随着区块链技术的发展和实践，共识机制将继续不断创新和完善。

验证机制如何影响区块链的安全性？

不同的共识机制对区块链的安全性产生不同影响。例如，工作证明 (Proof Of Work)通过消耗大量计算能力保障网络安全，而权益证明（Proof of Stake）则依靠持币者的经济利益来防止攻击。共识机制的设计直接影响到节点的选取和交易确认过程，如果共识机制被恶意攻击或权力集中，网络安全性可能受到威胁。

结论

在本篇文章中，我们详细为大家剖析了权益证明（Proof of Stake）、工作证明 (Proof Of Work)、权益分享 (Delegated Proof Of Stake)、提名权益证明 (Nominated Proof of Stake)等不同共识机制之间的异同，以及各个共识机制的工作原理与优劣势，通过详细的讲解可以发现，无论是哪一种共识机制，其存在的意义，都是为了更好的保证网络的安全性与交易的一致性，在此基础之上，提升整个网络的交易效率。

加密货币新手常见问题集

Q: PoW与PoS验证机制各自的优点和缺点是什么？

工作证明(Proof Of Work) 的优点是安全性高，通过大量计算保障网络稳定性，缺点是能源消耗大，效率低，可能导致算力集中和环境问题。权益证明(Proof of Stake) 的优点是能源效率高，交易速度快，减少了竞争性的算力竞赛，缺点是可能导致权力集中和寡头垄断问题，持币者获得更多权益。

综合来看，PoW适用于对安全性要求较高的场景，如比特币，PoS适用于追求高效能源利用和交易速度的项目，如以太坊。

Q: 我该如何选择使用PoW或PoS验证机制？

如果追求高安全性，并且拥有足够的计算能力和能源资源，可以选择工作证明 (Proof Of Work)共识机制。如果希望提高能源效率、降低交易成本，并且考虑去中心化，权益证明(Proof of Stake) 可能更适合。此外，还应该考虑项目的规模、用户参与度以及治理机制。在做出决策之前，建议深入了解两种机制的工作原理、优缺点，并评估项目的需求，以选择最符合项目目标的共识机制。

Q: PoW与PoS验证机制在能源消耗上有什么区别？

在工作证明(Proof Of Work) 中，矿工需要通过大量的计算能力来解决复杂的数学问题，竞争性地挖矿，这需要大量的电力和计算资源，因此能源消耗较大。相比之下，在权益证明（Proof of Stake）中，节点的选取是根据持有的加密货币数量，不需要大量计算，因此能源消耗较少。这使得PoS成为一种更环保和能源效率更高的共识机制。

Q: PoS与PoW验证机制哪种更安全？

权益证明（Proof of Stake）机制依赖持有货币数量决定记账权，参与者无需高计算能力，降低了能源消耗，但可能存在寡头垄断风险。工作证明 (Proof Of Work)机制通过算力竞争解决交易验证，更加安全，但能耗较高。综合来说，工作证明 (Proof Of Work)被认为在目前更安全，但PoS技术的发展持续改进，未来可能成为一种更安全的选择。

Q: 在挖矿过程中可能遇到的风险有哪些？

在挖矿过程中需要注意：挖矿收益不稳定（币价有波动）、存在技术风险（硬件故障、网络攻击、挖矿软件漏洞等）、竞争风险（参与者越来越多、难度增加）、法律风险（部分国家地区禁止挖矿）、运营风险（电费、维护费等运营成本过高），因此，挖矿需要谨慎评估并做好风险管理。

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