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PoS機(jī)制是什么？如何運(yùn)作？有何風(fēng)險(xiǎn)？

2023-08-18 14:51:01 | 來源： | 作者：佚名
在幣圈經(jīng)常會(huì)聽到人們提到PoS，因?yàn)镋TH將在2022年6月邁入ETH 2.0階段，由原先的PoW轉(zhuǎn)向PoS,本文我們將會(huì)解說PoS是什么、運(yùn)作模式與優(yōu)勢、缺點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)等等你應(yīng)該需要知道的資訊

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。

也就是說不用花費(fèi)大量的開銷在購買礦機(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說，門檻較低且簡易，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)，透過質(zhì)押代幣的方式來爭取記帳權(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：

透過礦機(jī)來計(jì)算隨機(jī)數(shù)的方式來不停地送出函數(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)押代幣的多寡來爭取記帳權(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)押代幣多寡來選出驗(yàn)證者，也就是我們要去爭取到驗(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)制一樣透過購買礦機(jī)且消耗能源的方式來爭取記帳權(quán)，而是透過投資者的質(zhì)押代幣多寡在其鏈上的智能合約中來爭取記帳權(quán)。

換個(gè)角度思考，也可以說PoS 共識(shí)機(jī)制是以購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，爭取記帳權(quán)的機(jī)率越高。

除此之外，幣齡也會(huì)用來計(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，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，比如說我質(zhì)押100 顆代幣花10 天爭取到記帳權(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，你將無法及時(shí)拿回資產(chǎn)。

PoS 的優(yōu)勢與劣勢

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)勢來去彌補(bǔ)缺點(diǎn)。

我們將會(huì)透過條列式的方式來簡單區(qū)分說明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)心有無礦機(jī)設(shè)備問題
  • 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)支撐問題
  • 質(zhì)押的代幣無法馬上取回，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，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題：只要兩方得到提升，必然會(huì)有一方是屬于弱勢的。

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 是透過質(zhì)押代幣多寡的方式在區(qū)塊鏈上爭取記帳權(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買股票來領(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細(xì)說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)制所衍生的問題而提出的共識(shí)機(jī)制，以質(zhì)押代幣的多寡來爭取記帳權(quán)，雖然其共識(shí)機(jī)制解決了能源消耗問題，但是并未有效改善性能、效能及擴(kuò)展性的問題，因此后來又衍生出改良版的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)備的算力來爭取記帳權(quán)，但相對(duì)能源消耗問題比其他兩者共識(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)制替代方案來解決此問題。
  • 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)見證者，類似投票，以投票方式選出見證者，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PoSPoWDPoS
代稱驗(yàn)證者礦工見證者
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
代理人無無有
能源消耗無有無
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)被鎖倉礦機(jī)設(shè)備貴資產(chǎn)被鎖倉

再者，透過簡單了解以上這三個(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)制是需要透過礦機(jī)設(shè)備的算力來爭取記帳權(quán)。

其余兩者皆是透過質(zhì)押代幣的多寡來爭取記帳權(quán)，差別在于有無代理人負(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)制是透過算力爭取記帳權(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)押代幣方式來爭取記帳權(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)投資者都可以透過交易所來參與質(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，以見證者代理多個(gè)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證與記帳工作來減少節(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，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)階段沒有一個(gè)完美的共識(shí)機(jī)制可以解決問題，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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