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然而POC挖矿最大的缺陷激励机制可能存在问题。不谈利益的挖矿和共识机制对用户来说并没有什么吸引力。而目前的POC中的Plot文件除了用来挖矿,并不能做其他用途。  作为两种最主要的共识机制,pow一直被很多人批评能源消耗过大。因而有人一直在探索采用非算力竞争的方案来选择记账节点。pos就是其中的典型代表。
  区块链是去中心化的,没有中心记账节点,所以需要全网对账本达成共识。目前总共有POW、POS、DPOS、POOL四种共识机制。

PoS和PoW都属于共识协议。两者的区别在于对利益相关者的奖励规则不同。相比PoW,PoS的优点可以减少社会资源浪费,避免紧缩,但其容易遭受各种攻击。

POW算法

POW(ProofofWork)工作量证明,引入了对一个特定值的计算工作。根据矿工挖矿贡献的工作量来进行货币的分配,电脑性能越好,挖到的币就会越多。

比特币采用的共识算法就是POW,矿工们在挖一个新的区块时,必须对SHA256密码散列函数进行运算,区块中的随机散列值以一个或多个0开始。随着0数目的上升,找到这个解所需要的工作量将呈指数增长,矿工通过反复尝试找到这个解。

在这其中,如果想要对业已出现的区块信息进行修改,攻击者必须完成该区块外加之后所有区块的工作量,并最终赶上和超越诚实节点的工作量。

POW的方法最直观哈希函数是密码学上计算难度经过反复验证的东西,所以用它来做证明是最有效不过的。每发一条消息(上传一个区块)的时候,你要证明你付出了一定的算力,你的证据就是某串你加在区块里的无意义字符串,而加上这个字符串之后,你的区块的哈希值正好小于某个数。哈希函数的特性告诉我们,你没有任何取巧的方法可以做到这一点唯一的可能是,你真的一个一个字符串地去试了。所以,我们知道你确实付出了很多的代价才能给出这么一个字符串。

然而,POW不是没有缺陷,除了大量消耗能源之外,POW的另外一个问题是它的价值回路必须要通过外部输入。也就是说,采用POW的数字货币仍旧不是理想状态的数字货币,因为它们的安全性不直接与使用者相关,而是要通过矿工这个媒介来实现。于是POS就被提出来了。

POS算法

PoS(Proofofstake)是基于矿工们目前拥有的数字货币数量分配,一种根据你持有货币的量和时间进行利息分配的制度,在POS模式下,你的“挖矿”收益与你的币龄成正比,而与电脑的计算性能无关。

POS的设想是非常好的采用POS的货币的安全性直接与使用者相关,省去了矿工这个媒介。POS简单说就是,每当发表一条消息的时候,不用证明你付出了什么代价,而要证明你拥有一定数量的钱。而拥有钱代表着,如果你作弊损害了这个系统的安全性,你的钱会贬值,这变相地让你付出了代价。这东西更好的一点是,如果采用POS,实际上连挖矿奖励都不需要,因为POS实际上不需要付出任何代价。

需要注意的是,POW基本上原理都类似,而且,说到POW基本上就指的是比特币那种。可是POS是一类共识算法,或者说是一类共识算法的设计思想,而不是一个,最早采用POS的是peercoin,于是几乎所有的科普文章都把Peercoin的POS当做是POS的定义。这是不对的因为Peercoin的POS是有漏洞的,漏洞简单说就是越有钱的人,作弊付出的代价就越大,所以51%攻击在POS里面更不可行。然而,对于没钱的人而言,他们没代价可付,所以一些恶意行为对于他们是有益的,这就会导致著名的公地悲剧。这种叫Nothingatstakeattack(无利益攻击),所有POS算法,必须有对付这种攻击的机制,否则就不能用。

目前,还没有一个区块链真正采用了POS,所以POS仍旧是一个缺乏足够实践检验的机制。但是从理论上来看,Ethereum的casper,ALGORAND和Ouroboros是几个比较成熟的POS算法。

至于POS的一个变种DPOS,实际上是解决Nothingatstakeattack(无利益攻击)的另一种方式没钱的滚蛋,只有有钱才能参加共识。所以,DPOS的本质实际上是一个中心化的共识机制。  于是就开始有人在此基础上提出POS机制,设定持币量最多的节点具有优先验证交易的权利,这些避免了很多节点的无效挖矿,节省了资源同时提高了交易效率。...

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