pos机制和pow机制对区块链技术发展影响(pow和pos机制的区别)

这篇文章的列表:

1、POW POS，傻傻分不清楚的共识机制2、什么是POW和POS，二者区别联系3、两种共识机制对比（PoW vs PoS）

POWPOS，愚蠢且不明确的共识机制

什么是共识机制？

我在凯庚的第一篇文章中，简单解释了数字货币世界中最常用的16个术语，其中一个就是共识机制，还记得吗？

为什么会有共识机制？

有必要解释一下分布式系统中必须理解的“拜占庭一般问题”。

拜占庭将军的问题可以用一句话来概括:

古代11位不同职位的忠臣将领，就如何排除汉奸影响，进或退达成一致。

当然，刚才并没有提出拜占庭将军的问题。春秋战国时期，大中华发明了“虎符”这种神奇的方式来保证命令的正确执行。

在分布系数系统中，每个节点都是“拜占庭将军”，任何算法执行上的错误都是“叛徒”。

为了尽可能地消除错误，快速达成一致，使系统有效、正确地运行，各种“共识机制”应运而生。

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下面，我们来学习一下数字货币世界中几种常见的共识机制:

动力，工作证明

PoW是比特币采用的共识机制。它最初是由Adam Back开发的，作为一个“Hashcash hash”程序来解决垃圾邮件问题。

比特币使用的是SHA256的单向函数，具体工作原理过于专业。我们只需要明白“SHA256的结果很容易验证，但是要计算它，需要不断尝试计算，直到匹配出一个随机数；从技术上来说，任何一个新区块都需要经过232394亿次运算才能获得度数。感兴趣的朋友可以搜索SHA256进行深入研究。

所以只要矿工把计算结果显示出来，那么通过PoW，全网节点都认可他付出的代价，承认新的块奖励是属于他的。

如此大量的操作是一种资源浪费，实际上没有任何科学或实际用途，只是为了练习工作量证明机制，防止攻击者伪装成节点控制网络。

虽然在2009年，没有更好的选择来建立这个去中心化的全球货币网络，让每个人都可以免费参与；但是，到目前为止，已经出现了其他不需要浪费大量计算能力的证明机制，比如我们下面要提到的PoS权益证明。

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PoS，股权证明

主要思想是，节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比。也就是说，一个节点拥有的币越多，花费的时间越长，就越容易获得记账权，也就越容易获得块奖励。

原来的PoS其实是PoW的升级，根据每个节点的年龄按比例降低了挖掘的难度，从而加快了寻找随机数的速度。

什么是金钱时代？

币龄=数量*拥有天数。

由于区块链的每一笔交易记录都会被打上一个时间戳，这个时间戳可以作为货币年龄的证明，所以货币的年龄是无法轻易伪造的。

比如A从B处收到10枚硬币，持有90天，那么A的币龄为900；如果A卖了这10个币，900币时代就消耗完了；

后来为了摆脱PoW这种依赖计算能力的共识机制，PoS引入了“兴趣”的概念。年费率是PoS机机制初步确认时设定的，一般不会改变。

利息=(币龄*年费率)/365。如果费率是1%，在最后一个例子中，A可以得到0.02466货币的利息。

这样，PoS区块链的功能流程可以描述如下:

前期通过PoW机制生产创世币；

当创造币达到一定规模时，PoS机制开始发挥作用，消耗币龄，获得生成块的优先权，获得利息。与此同时，PoW机制因为消耗资源过多，浪费计算能力而逐渐淡出。

最终系统中只剩下PoS维持正常运行。

目前大家熟悉的以太坊主要采用PoW机制，但正在转向PoS。

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大家对PoW和PoS都有所了解，遇到其他共识机制，相信也能相对较快的理解。

比如:股份授权证书DPOS，类似董事会投票；阻燃POB；降水证明POD；能力证明概念验证；；经过的时间证明PODT，等等。

我就不为在座的各位开了。有兴趣的同学可以登陆百度或者知乎~

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什么是POW和POS，以及两者的区别。

POW:工作证明全称，工作量证明。

POS:股权证明全称，权益证明。

它们都是区块链的共识机制和数字货币的记账方法。

不同的是:

1.POW机制:工作量证明机制是工作量的证明，这是在生成要添加到区块链的新事务信息(即新块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节电银通过计算随机hash的数值解竞争记账权并得到正确数值解生成分块的能力是节点计算能力的具体表现。

2.POS机制:权益证明要求证明者提供一定数量加密货币的所有权。权益证明机制的运作模式是，矿工在创建一个新区块时，需要创建一个“币权”交易，交易会按照预设的比例给矿工自己发一些币。公平证明机制根据每个节点令牌的比例和时间，按照算法按比例降低了挖掘节点的难度，从而加快了寻找随机数的速度。

扩展数据:

比特币的概念是由中本聪在2009年首次提出的。根据中本聪的想法，开源软件和P2P网络被设计和发布。比特币是一种P2P数字货币。点对点传输意味着一个分散的支付系统。

与大多数货币不同，比特币不是由特定的货币机构发行的。它是根据特定的算法通过大量的计算产生的。比特币经济利用整个P2P网络中众多节点组成的分布式数据库来确认和记录所有交易行为，并利用密码学来保证货币流通各个环节的安全。P2P的去中心化特性和算法本身可以保证货币不能被人为操纵，大量制造比特币。

参考:百度百科-共识机制

两种共识机制的比较(PoW与PoS)

区块链的核心架构是共识机制，可以说是区块链的驱动引擎。经过这么多年的发展，主流只剩下PoW(工作证明)和PoS(利害关系证明)两种机制。简单总结一下，PoW系统的特点是，计算一个特定算法(典型的是hash)的解需要消耗大量的计算能力，第一个算出结果的人拥有生成一个块的权利，同时还会获得coin作为奖励(这也是coin的生产和分配过程，形象地称为挖矿)。采用PoW的典型区块链是比特币和以太坊，目前PoW运行时间最长，被公认为最可靠、最安全的共识机制。其本质是通过消耗大量计算能力来实现系统中的逆熵过程，以保证系统的长期安全稳定。然而，电力因消耗过多能源而广受批评。在这方面，PoS被认为是更环保的解决方案。顾名思义，PoS通过质押体系中的资产，即币，成为赌注者，从而拥有产块权。质押股份越多，获得区块生产权的概率越高，也意味着更多的奖励。

分布式系统中有一个CAP定理，意思是分布式系统中存在一个三重悖论，即一致性、可用性和分区容忍度这三个特性不可能同时满足，而只能满足其中的两个。作为分布式网络，区块链逐渐演变成区块链的三重悖论，即安全性、去中心化和可扩展性，只能同时满足两个特征。

整体来看，PoW系统更注重安全性和去中心化，放弃了可扩展性，这也是比特币网络吞吐量非常慢的原因。PoS系统更关心的是扩展性和去中心化，但我更怀疑PoS是否真的能做到去中心化。从保守性和系统更长远的稳定性来看，我个人坚定地站在PoW这一边，这可能和我保守的性格有关，我也不是特别看好PoS作为基础层能更稳定。尤其是像这次5月份的Luna事件，事件的大致过程是Luna链上的算法稳定币UST缺乏价值支撑，最后抛锚。其核心问题是，UST的锚定设计试图使用一个PoS股本系统来支持其锚定美元，过多的ust被超额发行。此外，UST和露娜之间的交换设计缺陷最终导致了露娜自己的死亡螺旋。但这件事更大的意义应该是敲响了警钟。PoS机制真的能在空资本粉碎面前保持稳定和所谓的去中心化吗？有可能节点数量会迅速萎缩，逐渐集中。

所有的系统设计都需要根据自己的定位进行妥协。本文从价值锚定的角度，简要分析了为什么从长远来看PoW会更有优势。

在PoW系统中，三个主要参与者是RD人员、投资者(或使用者)和矿商，他们相互制衡，使系统达到稳定平衡的状态。而在PoS系统中，矿工这个重要的平衡力量被去掉了，投资人和矿工变成了同一批典当人，那么这个群体滥用权力就会变得相对不受限额，链条后续的发展方向可能会更加不平衡，更容易偏向典当人的方向。

PoW系统很好的阐述了什么是公认的价值，抽象来说就是高成本稀缺性，高成本和稀缺性缺一不可。PoS最多只能实现一次稀缺。

为了通过生产链条上的区块来赚取币，Miner不仅需要持续支付高额的电力成本，还需要持续投入研发、升级硬件、优化基础设施和运营规模来保持竞争力。最终的结果是，能够长期盈利的矿工不会是一成不变的群体，而总会在竞争中淘汰低效的矿工，让高效的矿工生存下来。这也更有利于去中心化，因为不断变化的矿工社区意味着没有一个矿工能够长期保持网络的大部分计算能力，除非他们通过严峻的竞争考验，不断优化自己，提供更多的计算能力。

而PoS系统中的典当行实际上几乎没有真正的风险投入，没有优胜劣汰的激烈竞争机制。他们只需要简单地运行一个staker节点，就可以躺着赚利息了。本质上，他们只是把银行体系里的钱转化成链条资金，然后就可以坐地收割，以新人的身份进入体系。这种行为并不太难，只是单纯赚取“无风险”的利息，他们并没有将资本转化为任何需要面对风险考验的投资形式。

而且，当硬分叉发生时，PoW的Miner在选择支持哪条链时会更加谨慎，因为他们需要投入高额的电力成本来为自己的选择背书，一旦选错了，就会失去所有的投入成本。如果PoS系统中存在硬叉，质押币就是系统内部状态的一部分。硬分叉后，质权人将在两个不同的链条中拥有相同金额的资产。因为没有沉默成本，质权人更愿意支持双方，这就使得硬叉更容易、更频繁地出现。这就是所谓的无利害关系问题。

PoW真的可以做到无权限无权限，也就是说，已经在这个体系里的老人们是无法限额新人加入的。只要你有能力提供计算能力，就可以直接接入网络生产硬币。在PoS系统中，新人必须向老人购买硬币才能进入。

而且，为了支付各种高额成本(电费、pos机、基建等。)，Miner in PoW要卖一些硬币来弥补成本，这也是一个把硬币分发给更多人的过程。尤其是在熊市中，Miner为了维持开支，不得不低价出售coin，让新人有机会以相对较低的成本获得筹码，这是一个健康的生态扩张过程。在PoS中，由于质权人没有运营成本，不需要面对太多的竞争，质权人拿到币后也不需要急着卖出，更容易哄抬价格。事实上，它会鼓励场内的老年人变相剥削新进入者，不给后来者更多的机会；整个系统会趋于更加封闭，逐渐演变成一个有限的博弈，长期运行只会越来越集权；体制内的财富越来越集中，富人越来越富，穷人越来越穷，更不可能实现去中心化。

因为区块是通过在PoW系统中提供工作负载而产生的，这些工作负载会随着时间的推移而不断积累，链条不断延伸，这也是为什么叫区块链的原因；这些积累的工作量也给攻击者造成了很大的障碍。如果要逆向整个链条，不仅需要非常高的计算能力，而且需要很长的时间，这也为应对攻击提供了足够长的时间缓冲。

其实PoS系统只是维护一个分布式的账本，没有工作量累加的概念。一旦攻击成功，逆转整个链条相当容易，几分钟就能搞定。

严格来说，由PoW计算能力支撑的BTC不应该被归类为高科技。因为它的整个系统架构更加保守稳定，提供了更多的客观成本，可以作为价值的锚，所以数字黄金这个称号非常贴切。而ETH(目前的PoW，2.0升级后的PoS)更接近科技创新平台，PoS本质上更像一个股权体系。其实PoS系统反而需要中心化，更多依靠整个社区的活力，依靠核心团队的创新开拓能力向前发展；而PoW则需要去中心化，更加稳定，提供客观成本。

作为一个价值分配系统，区块链的计算能力是其价值锚。没有计算能力，就会退化成股权制度。计算能力在哪里，资金就跟到哪里。目前的发展趋势也是逐渐走向多层网络，类似于TCP/IP多层协议栈。从做基础层的角度来说，更需要的是长期的稳定性和价值支持，所以PoW系统更适合；PoS可能作为Layer2实现可扩展性，弥补PoW基础层吞吐量的不足，通过锚定在PoW基础层上获得计算安全和价值支持。

最后顺便说一句，最近的市场情况，五六月份以来的瀑布让很多人恐慌，恐慌指数一度长期停留在个位数；其实我觉得没必要恐慌。如果想在这个圈子里长期生活，面对如此大的波动还是需要有心理预期的。之前想起红杉资本的沈南鹏，经常提到一个词砂砾，砾石，是砾石经过千百次打磨后留下的细小颗粒；沙砾代表勇气和毅力，有一种被蹭在地上却依然勇往直前的感觉。这个类似于Taleb的抗脆，是承载价值的东西应该有的品质，PoW系统肯定是抗脆的。

回顾2017年入圈后经历的各种事件，其实类似这样的大波动几乎每年都会发生(2023年平稳年除外)；像2017年中国的“94事件”，2018年的大熊市，2020年的“312事件”，2021年的“519事件”，然后2022年今年5、6月份市场转熊，每一次大的波动之后，市场都会淘汰被淘汰的，清除风险，对整个行业的发展也是好的。我们要把眼光放长远，至少要看5到10年后的变化。科技发展带来的波动和风险是不可避免的。日光之下无新事。每次科技革命，总会有很多反对和质疑，也有很多猜测和骗局。这个过程总是在清除泡沫后经历各种风暴、回归、价值重估，在夯实基础后，积累的能量再次进入新的发展阶段。价值互联网的到来是不可避免的事情。当我们明白并看清这个趋势，就能避开各种坑和市场噪音，远离合约杠杆和各种杉德寨的诱惑，守住核心资产，时间本身就会带来回报。