工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）

工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）是加密货币领域中最常见的共识机制，被主要加密货币采用以确保其网络的安全性。

工作量证明（PoW）被比特币用于验证交易和确保网络安全。它不仅可以防止双重支付，还通过矿工使用计算能力来竞争确认新区块和更新区块链的权利来保护区块链。成功的矿工将由网络以BTC形式获得奖励。截至2021年12月，成功挖出一个比特币区块的矿工可以获得6.25个BTC加上交易费的区块奖励。

PoW和PoS之间的主要区别在于它们如何决定谁有权验证一组交易。权益证明（PoS）是PoW最流行的替代方案。它的目标是改进PoW的一些限制，如可扩展性问题和能源消耗。在PoS中，参与者被称为验证者。他们不需要使用强大的硬件来竞争验证区块的机会，而是需要抵押（锁定）区块链的原生加密货币。网络然后根据抵押的加密货币数量选择一个赢家，赢家将获得他们验证的区块中的一部分交易费作为奖励。抵押的币越多，被选为验证者的机会就越大。

简介

为了确保区块链上记录的交易有效，这些网络采用了不同的共识机制。工作量证明（PoW）是最早的机制之一，由中本聪创建，被许多人认为是最安全的选择之一。权益证明（PoS）稍晚一些出现，但现在在大多数替代币项目中都能见到。

除了比特币，PoW还被其他主要加密货币如以太坊（ETH）和莱特币（LTC）使用。相比之下，PoS被币安币（BNB）、索拉纳（SOL）、卡尔达诺（ADA）等替代币使用。值得注意的是，以太坊计划在2022年从PoW切换到PoS。

工作量证明（PoW）是什么以及它如何工作？

工作量证明（PoW）是比特币网络及许多其他加密货币采用的共识算法，用于防止双重支付。它由中本聪在2008年发布的比特币白皮书中引入。本质上，PoW决定了比特币区块链如何实现分布式共识。它被用来以无需信任的方式验证点对点交易，无需第三方中介。

在像比特币这样的PoW网络中，交易由矿工验证。他们是使用大量资源来确保网络安全和正确运行的参与者。除了其他任务，矿工还创建和验证交易区块。为了竞争验证下一个区块的权利，他们需要使用高度专业化的挖矿硬件来解决复杂的数学难题。第一个找到这些数学问题有效解的矿工，将获得添加其区块到区块链并获得区块奖励的权利。区块奖励由新生成的加密货币加上交易费组成。不同网络的区块奖励中的加密货币数量各不相同。例如，在比特币区块链上，截至2021年12月，成功的矿工可以从每个区块奖励中获得6.25个BTC加上费用。然而，每个区块生成的新BTC数量每210,000个区块（约每四年）会通过一种称为减半的机制减少50%。

权益证明（PoS）是什么以及它如何工作？

权益证明（PoS）是一种共识算法，于2011年作为PoW的替代方案引入，旨在克服PoW网络的可扩展性限制。PoS是加密货币如币安币（BNB）、索拉纳（SOL）和卡尔达诺（ADA）采用的第二受欢迎的算法。虽然PoW和PoS的目标是达到区块链的共识，但PoS在确定谁验证一组交易的方式上有所不同。PoS区块链上没有矿工。PoS验证者依靠他们的加密货币持有量，而不是依赖强大的计算机来竞争区块验证权。

要有资格验证一个区块，参与者需要在区块链上的特定智能合约中锁定一定数量的币。这个过程称为抵押。PoS协议随后会指派一个参与者来验证下一个区块。根据网络的不同，这种选择可以随机进行或根据他们的持有量（抵押量）进行。被选中的验证者可以从他们验证的区块中获得交易费作为奖励。通常，他们锁定的币越多，被选中的机会就越大。

工作量证明与权益证明的区别

尽管两者都是确保区块链网络安全的共识机制，但它们之间存在一些差异。主要区别当然是PoW和PoS如何决定哪个参与者验证新交易。为了更清楚地理解，让我们看一下下面的表格：

权益证明是否比工作量证明更好？

PoS的支持者认为，PoS在可扩展性和交易速度方面比PoW有一些优势。也有人说，与PoW相比，PoS对环境的危害较小。相反，许多PoW的支持者认为，作为一种较新的技术，PoS在网络安全方面尚未证明其潜力。PoW网络需要大量资源（挖矿硬件、电力等），这使得它们更昂贵去攻击。这对于作为最大PoW区块链的比特币尤其如此。

如前所述，以太坊（ETH）预计将在以太坊2.0升级中从PoW切换到PoS。ETH 2.0是以太坊网络的一次期待已久的升级，旨在提高其性能并解决其可扩展性问题。在以太坊实施PoS后，任何拥有至少32个ETH的人都可以通过抵押成为验证者并获得奖励。为什么市值第二大的加密货币要采用新的共识机制呢？

集中化风险

在工作量证明区块链上，挖矿涉及使用计算能力来对区块数据进行哈希运算，直到找到有效的解决方案。对于今天的主要加密货币来说，找到解决方案变得越来越具有挑战性，并且猜测大量哈希值的过程在硬件和电力方面可能非常昂贵。

因此，一些矿工更喜欢将其挖矿资源集中到挖矿池中，以增加获得区块奖励的机会。一些大型挖矿池投资数百万美元并控制数千台ASIC挖矿硬件，以尽可能产生更多的哈希能力。截至2021年12月，前四大挖矿池共同控制了大约50%的比特币总哈希能力。挖矿池的主导地位使得个人加密爱好者独自挖出一个区块变得更加困难。

那么，挖矿的去中心化程度如何呢？一方面，网络上还没有单一实体可以控制确认。如果发生这种情况，将有可能进行51%攻击，网络将失去其价值。有些人可能会争辩说，虽然挖矿仍然是去中心化的，但它不再是高度去中心化的。某些地区、挖矿设备生产商和能源生产商仍然主导着挖矿，并降低了工作量证明区块链的整体去中心化程度。

权益证明共识机制采用了不同的方法，用抵押取代挖矿能力。这种机制降低了个人确认交易的进入门槛，减少了对位置、设备等因素的依赖。你的抵押份额仅仅由你持有的代币数量决定。

然而，大多数PoS网络要求你运行一个验证节点才能开始确认交易。这可能运行成本高昂，但不如几个挖矿设备那么高。用户然后将他们的代币抵押在某些验证者后面，给我们提供了一个类似于挖矿池的模型。因此，虽然权益证明对普通用户来说更容易参与，但它仍然容易受到与挖矿池相同的问题的集中化问题的影响。

安全风险

除了集中化风险外，事实是比特币网络的前四大挖矿池拥有大部分哈希能力，这可能会增加51%攻击的风险。51%攻击指的是一个恶意行为者或组织通过控制超过50%的总网络哈希能力，对区块链系统的安全性进行潜在攻击。攻击者可以覆盖区块链共识算法并进行恶意行为，如双重支付、拒绝或更改交易记录，或阻止其他人挖矿。然而，由于其网络的规模，这在比特币上不太可能发生。

相比之下，如果有人要攻击一个PoS区块链，他们必须拥有网络上超过50%的币。这将导致市场需求和币价上涨，这可能需要数十亿美元。即使他们确实进行了51%攻击，他们抵押的币的价值也会随着网络被破坏而急剧下降。因此，在使用PoS共识的加密货币上进行51%攻击的可能性不大，特别是如果它是一个大市值的加密货币。

权益证明的缺点

许多人认为权益证明是工作量证明的一个更好的替代方案，但值得注意的是，PoS算法也存在一些缺点。由于奖励分配机制，抵押更多资产的验证者可以增加他们验证下一个区块的机会。验证者积累的币越多，他们可以抵押并赚取的币就越多，有些人批评这会“让富人更富”。这些“更富有”的验证者还可以影响网络上的投票，因为PoS区块链通常赋予验证者治理权利。

另一个担忧是采用PoS的较小市值加密货币的安全风险。如前所述，在更受欢迎的加密货币如ETH或BNB上进行51%攻击的可能性不大。然而，市值较低的数字资产更容易受到攻击。攻击者可能能够获得足够的币来对其他验证者获得优势。他们可以通过频繁被选为验证者来利用PoS系统。他们赚取的奖励然后可以用于进一步的抵押，并增加他们在下一轮中被选中的机会。

结束语

工作量证明和权益证明在加密生态系统中都有其位置，很难确定哪种共识协议更有效。PoW可能因挖矿过程中产生的高碳排放而受到批评，但它已被证明是保护区块链网络的安全算法。然而，随着以太坊从PoW转向PoS，权益证明系统在未来可能更受新项目的青睐。