POS:最易于小白讀透的POW和POS概念詳解（內含波卡）_元宇宙

有點長，收藏慢慢看，這篇沒配圖。

POW

工作量證明最早是一個經濟學名詞，指系統為達到某一目標而設置的度量方法。簡單理解就是一份證明，用來確認你做過一定量的工作。早在比特幣出現之前就已經有人探索。

哈希運算是一種最常見的工作量證明機制，即通過計算碰撞出符合條件的哈希值來確定系統做過一定的工作量，此外，你也可以利用卷積求導、大質數分解這些復雜的運算來達到工作量證明的目的。

挖礦即找到合適的哈希值，找到合適的哈希值消耗的計算、內存、電力等能源即為工作量。挖礦本質是一個數學計算過程，有一個“難度值”變量在不斷變化，以維持BTC網絡10分鐘出一個塊。難度值可調整。

上面這段話可以解釋為什么過去有那么多山寨幣，因為只需要稍微改一下POW參數就可誕生一種新的出塊時間的山寨幣，但其本質和BTC并無任何區別，然后大肆宣傳欺騙小白。

ETH上的智能合約，也可通過僅修改一些參數值來發行新幣，但沒給出實際的應用。先發幣再說項目，這就是為什么2017ICO項目，在市場熱度下如雨后春筍，但最后落得一地雞毛。

Grayscale：千禧一代和Z世代將占美國選民的44%:金色財經報道，Grayscale在周四發布的一份報告中表示，比特幣的崛起恰逢選民群體的成熟，他們不信任機構，并對自己的財務未來感到不安全。

《Bitcoin,Crypto,and the 2024 US Presidential Election》報告稱，千禧一代和Z世代“可能是2024年之前最關鍵的選民群體”。Grayscale補充道，在2024年總統選舉中，年輕人預計將成為歷史上最大比例的選民，早期報告指出，到2024年，千禧一代和Z世代將占美國選民的44%。

美國總統候選人德桑蒂斯、拉馬斯瓦米、蘇亞雷斯、小RFK等都公開表達了對比特幣的支持。拜登和特朗普等現任者更傾向于探索CBDC。[2023/8/4 16:19:13]

POS股權證明機制

純粹的POS已經在市場上被淘汰，不多說。目前留存的都是POS的變種。比較有名的是EOS的DPoS(DelegatedProofofStake)?授權股權證明機制和Polkadot的NPOS?(NominatedProofofStake)提名股權證明機制。都是持幣者把自己的幣質押給節點，節點負責出塊維護網絡，如果你投的節點有塊被納入了最終的鏈上，你就能獲得符合投票比例的分紅，這個分紅相當于比特幣網絡里的出塊獎勵。

歐易OKX通過zk-STARK技術升級POR系統:據公告顯示，歐易OKX正式升級儲備金證明POR系統，成為行業內首個將zk-STARK (零知識可擴展的透明知識論證)加密證明技術用在儲備金證明系統的交易平臺，并同步將系統開源。該技術由V神的理論發展而來，旨在通過區塊鏈確保計算的完整性和隱私。OKX在其中加入了余額總和約束、非負約束、包含性約束3項條件，以保證證明平臺持有的用戶資產數據的準確有效，持續引領行業透明度的標準。

同時，歐易OKX今日正式發布第六次儲備金證明（PoR），BTC、ETH、USDT儲備金率均超過100%，分別為103%、103%、103%，總計價值達104億美元，自 2023 年 1 月以來增長了 39%。除原有的BTC、ETH、USDT外，歐易OKX將公示幣種數量從3個增至21個，新增USDC、XRP、DOGE、SOL、OKB、APT、DASH、DOT、ELF、EOS、ETC、FIL、LINK、OKT、PEOPLE、TON、TRX、UNI，21個幣種的儲備金率均超過100%。[2023/4/28 14:33:21]

這和做生意投資很像，有人融資做事，你投，賺了一起按比例分，虧了按比例虧，也就是在POS里面，正確很重要，認真干活，正確做事才能拿到網絡獎勵。

幣安將支持Cosmos升級，擬于2月16日暫停ATOM充提:金色財經報道，幣安發布官方公告將支持Cosmos網絡升級，本次升級預計在Cosmos鏈上區塊高度14,099,412進行，ATOM充提擬于UTC時間2023年2月15日12:00左右暫停，但網絡升級期間不影響ATOM的交易。[2023/2/12 12:02:17]

兩相比較，POW像古時的比武，誰算力大誰就更容易碰出隨機值贏得比賽獲得獎勵。POS則是文明人的游戲規則，大家合作共贏，共享盛宴，不管投給節點的票多還是少，只要是能為網絡持續工作的節點，都會獲得網絡的獎勵。

總結：POW機制是干的越多，得到越多；POS機制是持有越多，獲得越多。

補充：EOS的DPOS只選取21個大節點，獲得多少的網絡獎勵是由質押幣數量多少決定。Polkadot的NPOS有1000個節點，節點勝出是根據質押幣數量和幣地址分散度共同決定，且只要是有效節點，無論質押幣的總數是多少，都會給每個節點發放同等數量的DOT作為獎勵。

這說明DPOS容易造成大戶聯合合作，使網絡中心化、內卷化競爭，NPOS則更加去中心化，因為要滿足足夠多的代幣持有者足夠地分散，這是一個進步，是一個行業發展合理但又驚喜的進步。

Luno允許用戶使用任何借記卡或信用卡購買加密貨幣:金色財經報道，南非加密貨幣應用程序Luno可以立即在其平臺上以蘭特購買加密貨幣。用戶現在無需將蘭特存入他們的 Luno 錢包，而是可以立即使用銀行卡付款。通過與總部位于荷蘭的支付服務提供商 PayU 的合作，即時購買功能成為可能。用戶最多可以在他們的個人資料中添加兩張卡以用于即時購買選項，并能夠使用 PayU 的安全身份驗證在支付點使用其他卡。[2023/2/12 12:01:49]

當然無論POW還是POS,其中最重要的因素還是代幣的經濟價值，經濟價值越高需要攻擊網絡的成本就越高。這個不在這討論。

POW?vs?POS

1、公平性

POW公平的把記賬權分派給節點，但容易形成算力集中化，財團抱團，個體難參與。POS有很多變種，但波卡的NPOS保證了節點被隨機性分散化組合，比POW更加公平。

2、網絡性能

比特幣和以太坊的擁堵已經有目共睹，但是在區塊鏈逐漸崛起的時代，如果往后需要更多的區塊鏈，怎么保證吞吐量和安全？

數據：全國各地政府對元宇宙相關產品和服務的總招標金額超1.3億元:10月26日消息，根據不完全統計，截至目前，各地政府對元宇宙相關產品和服務的招標采購共有40余起，類型較集中在會展、智慧空間、數字人、媒體傳播和軟硬件集成領域，總招標金額超1.3億元，單筆最高超3000萬元。從區域分布來看，沿海地區、經濟發達城市項目招標較活躍，主要集中在廣東、福建、上海、北京、浙江等地。從項目類型來看，采購項目較為集中在會展、智慧空間、數字人、媒體傳播和軟硬件集成領域。

截至目前，國內至少10個省市頒布了元宇宙相關的支持性政策或征求意見稿，政策文件名明確包含“元宇宙”一詞的就有近20份，其中上海和河南是從省級層面印發的。同時，各地方政府的扶持政策也在逐漸細化，部分實施方案對于元宇宙產業的引入、培育、補貼等事項做出了詳細規定。（財聯社）[2022/10/26 16:39:16]

吞吐量：

POS系統可容納的吞吐量比POW鏈高。

因為POS共識協議并不以浪費一些現實能耗為基礎，區塊時間和協議就可以更快的發生，這一點的邏輯是：POW面臨的挑戰的解決方案是不必在確定一個塊之前就找到，因此創建一個塊的開銷可以減少到只需要創建和分發塊的成本。

安全性：

POW的安全性靠算力，POS的安全性主要靠代幣分散化持有且綁定。

POS系統的安全通過綁定的資產保護，而不是類似POW需要花費很多消耗。POS的工作方式是選擇一組具有已知經濟身份的驗證者，鎖定代幣，以換取獲得“驗證”或參與共識過程的權利。如果他們發現執行了錯誤的程序，就會被懲罰：部分或者全部的鎖定代幣會被銷毀。這對不良行為提供了很好的抑制作用。POW沒有類似的獎懲機制，僅僅是損失算力成本而已。

破壞POW系統需要掌握51%以上算力，目前，排名前三的礦池算力加在一起已經超過51%，但攻擊從未發生過。因為只要發生一次51%的攻擊，比特幣網絡的金字招牌“可信度”就蕩然無存，幣價跳水，這對靠挖礦獲得幣而從而獲得收益的礦工及其不劃算，何必自己砸自己。也就是說攻擊的代價會極大可能的高于誠實挖礦，所以都選擇不攻擊，這是個博弈的問題。。

傳統POS鏈的共識需要2/3以上的驗證者組同意所有發生在layer1上的事務：所有作為鏈狀態機一部分的邏輯都要被認可。即，每個人都需要驗證網絡所有的信息。然而，驗證者可能基于收到異步網絡不同的信息，對系統有不同的看法。這讓對鏈最新狀態達成一致變得困難。

意思是說，POS的吞吐量更高，更加節能，創建一個區塊消耗的時間成本和網絡資源成本更低。但是POS需要全網2/3的驗證者達成共識才能確定網絡的最新狀態，驗證者們可能收到異步網絡的不同信息，對系統的最新狀態看法不一致，這就會導致網絡的最新狀態不容易確認。

這也是波卡極致分片架構設計的考慮點之一：不需要每個節點參與者驗證每一筆交易，只需要每個節點參與檢查一部分交易即可。每個節點參與者檢查交易的某些子集，就使得拜占庭中有了足夠的冗余，任意惡意的參與者就無法潛入無效的交易中，至少在沒有被發現并受到削減的情況下，這些交易不能被還原，即在那些交易被恢復的情況一定會被發現受到懲罰。

另外，很多人喜歡拿以太坊和波卡做對比，從技術上來說，波卡是更新的一代，自然更高級。但客觀的看待以太坊，它在最初創立的時候就想用POS共識，但當時POS共識還不如現在成熟，且POW的可靠性高，所以選擇了后者，后者正是由于其對出塊的時間的限制，網絡轉賬更可靠，更能減少惡意交易，這和利用POW算法來杜絕垃圾郵件是一個道理。

與此同時，需要注意的是，POW是概率性共識，可能網絡中的兩個節點同時碰撞出同一個正確的哈希值，這個時候就會出現我們說的硬分岔。

POS的共識，是確定了參與驗證的節點集合，這些節點采用的是類PBFT共識，類似于有序輪換者出塊。變種的波卡的NPOS是需要首先超過一半的簽名才算有效，簽名者不可以重復，這保證了每一輪只可能有一個節點獲得出塊權，是一種確定性的共識?。

由此可見，一般POS的安全性是低于POW的，因為驗證人集合已知，而且數量不多，不像POW需要足夠算力才能攻擊，POS中聯合驗證人中一定比例的節點作惡就能攻擊。那么如何提高POS的安全性呢？

懲罰機制：即消減或者沒收；

與多種算法協作，取長補短：好比波卡的分片和POS結合在一起相互協調，利用架構的交互性，集中資金保護所有鏈：允許一條平行鏈的Host可以為很多平行鏈提供完全的安全保證，而不是部分資金保護部分鏈，形成資金低效和浪費的狀態；甚至不需要所有參與者檢查所有的狀態轉換。同時又結合了隨機選舉驗證者節點組和GRANDP&BABE來保證網絡整體運行安全。

綜上，在網絡性能方面，POS的吞吐量更高，安全性能需要多種算法協作。

3、資源利用

POS算法幾乎沒有資源消耗，唯一消耗的是網絡帶寬資源。POW挖礦經歷了CPU/GPU/ASIC芯片一系列的迭代，這些都是為了更加高效地挖出幣，過程中消耗大量電力、算力、以及硬件資源，可以說是資源浪費。但換個角度，POW挖礦形成了一套完整的產業鏈：水電站、網絡、礦機制造等等，只是網絡找到合適的哈希值實際上并沒有其他的作用，僅僅是挖到了幣。

4、去中心化

在波卡的NPOS出現之前，無論是POW還是POS，都會逐漸演化出權利集中的問題。傳統POS存在大戶互相投票，互相推舉為大節點的現象，讓老百姓參與的機會少；且由于沒有民主公投這樣的明確網絡問題解決機制，就形成了和POW礦池挖礦類似的價值回路必須要通過外部輸入，其安全性不直接與使用者相關，而是要通過大節點或者礦工這類媒介來完成。

綜上所述：

POW是靠誰的算力大取勝獲得網絡獎勵，但并不是算力大就一定能獲得，且會造成資源浪費；POW雖然網絡慢，但是可靠性更高。

POS是靠質押綁定來獲得獎勵，質押的多獲得的多，沒有額外的消耗。網絡安全性相對更弱，但可通過與其它算法協同合作來提高安全性。

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