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工作证明 VS 权益证明
04月28日 21:35
摘要
对于被认为适合添加到区块链的交易，必须对其进行验证。
有两种主要机制用于验证有关交易：工作证明和权益证明。
工作证明（PoW）是一种机制，参与者（节点）通过这种机制相互竞争，成为首个使用计算能力破译复杂数学谜题的对象，从而有机会验证区块链交易并在互联网络上获得加密货币。
PoW是比特币、以太坊1.0等使用的旧机制。
虽然PoW最初是由Cynthia Dwork和Moni Naor在1993年提出的，用于拦截垃圾邮件，但Hal Finney在2004年利用SHA-256哈希算法对其进行了修改。然后，中本聪在2008年用比特币推广了该机制。
权益证明（PoS）是一种系统，参与者（验证者）在他们想要在互联网络上验证并获得加密的区块后，将加密代币进行质押。然后，加密持有者根据代币数量选择相应区块。
PoS是Cardano、以太坊2.0等公司使用的较新机制。它是由Scott Nadal和Sunny King两位开发人员于2012年开发的。
去中心化的理念是，没有中央机构控制区块链网络上的任何交易。
然而，要将交易添加到区块链中，必须对其进行验证，只有当加密网络中的所有节点都对其进行验证时，才能实现该功能。
有两个主要的验证系统：工作证明（PoW）和权益证明（PoS）。
这两种机制功能都很强大，但由于各种原因被不同的加密货币使用。本文旨在对两者进行比较，所以让我们从两者的概念开始论述。
什么是工作证明（PoW）？
图源：capital.com
工作证明是一种机制，其中用户使用计算能力单独或分组竞争，以解决复杂的数学方程来验证区块链交易。
工作证明是一种机制，其中用户使用计算能力单独或分组竞争，以解决复杂的数学方程来验证区块链交易。
顾名思义，工作证明要求参与者“工作”以解出方程。
PoW用于加密挖矿和验证交易。一旦一个节点（PC）解出一个等式，他们就被授予向链式网络添加新区块的权限，并获得他们工作网络的相应加密货币。
加密货币的概念以加密技术为根基，是一种需要使用超级计算机的先进技术。
PoW耗费电力巨大、使用机器昂贵以及涉及的计算知识也相当复杂。因此，解这些复杂的方程类似于从地壳中开采贵金属，这就是为何解这些方程的过程被称为“挖矿”。
开采一个新区块需要10分钟。因此，一些矿工经常合作，以提高开采出新区块的机会。然而，具有高计算能力（哈希率）的节点解出该方程的概率更高。
PoW机制会消耗大量资源，再加上求解复杂方程，大大降低了交易处理速度。
目前使用PoW机制的加密货币包括比特币、Monero、以太币1.0、ZCash、Litecoin等。
什么是权益证明（PoS）？
图源：capital.com
权益证明是一种机制，参与者（验证器）通过这种机制在他们想要添加到链（验证）中的区块后面进行特定数量的加密货币。
然后，根据每个验证器已质押的加密货币数量和已质押的时间段，随机选择获胜者。
然后，所选的验证器验证一个交易块。一旦其他参与者验证了它的准确性，它就会被添加到区块链中。
每个参与的验证器都会获得与其质押相称的加密货币奖励，被选中的验证器会收到交易费。
权益证明（PoS）是为替代工作证明（PoW）而形成的，工作证明是用于验证区块链交易的原始机制。
因为PoS不像PoW那么耗费资源。PoS不需要昂贵的计算设备，也不需要消耗大量电力，但计算能力，与PoW一样，需要大量电力予以支持。
它也比PoW更具扩容性，因为交易可以更快地验证，因为它们不需要破译复杂的方程。
使用PoS的加密货币包括Cardano、Ether 2.0、Tezos、Algorand和其他一些相对较新的加密货币。
工作证明的利弊
工作证明是首个用于验证加密交易的证明机制。
以下是它的一些优点：
- 安全性：因需要耗费大量电力、使用昂贵的计算机，以及在求解复杂方程时须花费相当复杂的技术诀窍，因此，一般情况下，很少有黑客能攻击区块链，攻击率仅约为51%，攻破区块链就更难了。
- 可靠性：PoW有着长期的可靠记录，因为它概念明确、及时改进更新，应用机制极其完善。毕竟，它是验证加密交易的首要运用机制，并且很早就被比特币采用。
- 真实性：PoW是一种无需第三方即可验证加密交易的系统。可以防止任何节点修改交易流程的任何部分。
然而，PoW作为首个证明机制并不意味着它就是最好的。它也有一些缺点，如下所示：
- 计算成本昂贵：为竞争解决复杂的方程组，矿工必须拥有配备先进硬件的超级计算机。该计算机会消耗大量能源，并且还需要恒定的电力和有效的热量管理，以避免系统过热。
- 扩容性不高：过高的计算成本直接阻碍了PoW区块链的扩容性，因为几乎没有节点可以参与该过程。
- 过程缓慢：解决复杂方程所涉及的精细技术使得验证交易过程冗长、速度缓慢。
权益证明的利弊
PoS是作为PoW的替代方案和更优化的版本制定的。因此，大多数新的加密货币都将其用作证明机制。
以下是它的一些优点：
尽管如此，PoS系统仍存在一些缺点：
- 高效性：PoS不需要像PoW那样需要耗费大量计算成本，因此具有节能效果。此外，由于不需要昂贵的硬件设备，更多的节点可以加入质押过程。安全性：PoS以提供部分交易费的形式向网络验证器提供奖励。如果他们进行虚假交易，就会被机制识破从而中止交易。这无疑提高了区块链的安全性。
- 扩容性：PoS处理快速且易于扩容，因为许多节点都可以参与质押。
- 可访问性有限：任何潜在的验证者必须拥有特定区块链平台的加密货币，才能对其进行质押，从而限制PoS系统中可能的参与者。
- 有51%的概率遭受攻击：51%的攻击率是指一个人或一个团体在积累了超过50%的认证权后可以控制区块链的情况。在PoS中，参与者或团体可以获得足够的加密货币，以提高成为验证者的概率。如果他们被选中，他们可以赚取更多的加密货币，从而使他们拥有该网络50%以上的质押权。
结语
每个区块链网络都会运用两种最主要的证明机制（PoW或PoS）之一来验证加密交易。
PoW是第一种机制，由于它涉及许多技术诀窍，尽管这样能保证区块链的安全性，但也使其无法扩容。
PoS是一个更高效、更现代的系统，但它主要针对资深交易者，因为PoS主要面向经验富有的参与者。
这两种机制功能性都较完善，也受到不同加密货币的青睐，老牌的加密货币倾向于使用PoW，而新兴的加密货币则倾向于使用PoS。以太币则例外，它是通过升级的区块链版本以太坊2.0从PoW机制转移到PoS机制。
作者：Gate.io研究员 Valentine A. 译者： Joy Z.
声明：
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