POW和POS机制的区别究竟是什么?

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聚链网

2022-01-18 15:59:05

由于以太坊1.0升级为2.0,挖矿方式也转变为POS,对以太坊价格产生一定影响,所以一时间大家对POS和POW这两种机制议论纷纷,首先,对币圈有基础的投资者都知道,这两种机制名称不一样,代表的概念也不一样,包括以太坊在内的数字货币一般都采用POW机制,也就是大家熟悉的挖矿,其次,POS则代表的股权证明机制,除了这亮点之外,POW和POS机制还有许多不同,下面聚链网小编就给大家详细介绍一下POW和POS机制的区别究竟是什么?

POW和POS机制的区别究竟是什么?

POW和POS机制的区别究竟是什么?

POW介绍

PoW工作量证明,通过数学运算,计算出一个满足规则的随机数,即获得本次记账权,发出本轮需要记录的数据,全网其它节点验证后一起存储。

一句话介绍:干的越多,获得越多。

例如比特币、莱特币采用的共识算法就是PoW,专业一点说,矿工们在挖一个新的区块时,必须对SHA-256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。最先算出正确答案的节点可获得当前区块的记账权,同时获得新发行比特币的奖励。

这就解决了对比特币网络做出贡献节点的奖励问题。PoW与最长链机制的结合,又让比特币具备了不可被篡改的特性。在这样的共识机制下,即使是没有中心机构做信用背书的比特币,也同样获得了广泛的信任,有着世界范围内的强大生命力。

通俗的说,PoW的意思就是社会主义,按劳分配,多劳多得。

POW共识机制的优缺点:

一、优点:

1.去中心化,将记账权公平的分派到其他节点。你能够获得的币的数量,取决于你挖矿贡献的有效工作,也就是说,你用于挖矿的矿机的性能越好,分给你的收益就会越多,这就是根据你的工作证明来执行币的分配方式。

2.安全性高,破坏系统需要投入极大的成本,如果想作弊,要有压倒大多数人的算力(51%攻击)。因为作弊要付出一定成本,作弊者就会谨慎对待了。在比特币的PoW机制中,由于获得计算结果的概率趋近于所占算力比例,因此在不掌握51%以上算力的前提下,矿工欺诈的成本要显著高于诚实挖矿,甚至不可能完成欺诈(由于概率过低)。

二、缺点:

1.挖矿造成大量的资源浪费,目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力,其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全。这让依据算力公平分配奖励的机制,演变为了对矿机算力的大举投入,扭曲了中本聪的设计初衷。

2.网络性能太低,需要等待多个确认,容易产生分叉,区块的确认共识达成的周期较长(10分钟),现在每秒交易量上限是7笔(visa的平均每秒交易量上万,支付宝峰值接近9万),不适合商业应用。

3.PoW共识算法算力集中化,慢慢的偏离了原来的去中心化轨道。从比特币扩容之争可以看到,算力高的大型矿池是主人,而持币的人没有参与决定的权利,比特币分叉出很多儿子,即将失去“去中心化”的标签。

POS介绍

权益证明机制(Proof of Stake),简称POS,类似于把资产存在银行里,银行会通过你持有数字资产的数量和时间给你分配相应的收益。

同理,采用PoS的数字资产,系统根据你的币龄给你分配相应的权益,币龄是你持币数量和时间的乘积。比如你持有100个币,总共持有了30天,那么,此时你的币龄就为3000。

相较PoW(工作量证明机制),PoS存在2个优势。第一,PoS不会造成过多的电力浪费,因为PoS不需要靠比拼算力挖矿。第二,POS更难进行51%攻击。拥有51%币才能发起攻击,网络受到攻击却会造成自己利益受损,显然很不划算。

目前,有很多数字资产用PoW发行新币,用PoS维护区块链网络安全。

POS共识机制工作原理:

PoS机制主要是通过权益记账的方式,来解决网络的效率低下、资源浪费和各节点的一致性问题,简单来说,就是谁拥有的权益多谁说了算。它的原理是这样的:

PoW之所以有种种问题,主要是因为人人都可以自由地成为节点,而每个节点又通过竞争的方式参与数据处理。一笔数据要经过这么多人的处理,肯定会造成资源浪费和效率低下。

PoS之所以能解决这个问题,是因为PoS提高了节点处理数据的门槛,它规定:虽然每个人都可以自由地加入进来成为节点,但只有满足一定条件的节点,比如抵押一定数量的代币,才有资格成为验证节点,也就是候选人。

成为候选人后,系统会通过算法,选择一部分人作为出块节点,每隔一段时间,会重新选择,选取过程中,算法会保证选取的结果不能被操纵,也不能被预测,从而避免网络被某一节点所控制。只有成为出块节点,也就是矿工,才能参与数据的处理、争夺记账的权利。

所以说PoW是人人都可以成为矿工,而PoS则是通过一系列筛选,才能成为矿工。

PoS具体的竞争方式是,谁持有的代币多,谁就越容易获得出块的权利。然后通过全网广播,他打包的区块经其他矿工验证,确认没问题后,这个区块就会连接到链上,并同步在全网其他节点的小账本中,同时他获得相应的代币奖励。

整个流程简单总结起来就是:持币人将代币抵押,获得出块的机会,然后PoS共识中会通过选举算法,按照持币量比例,从中选出出块矿工。矿工在指定高度完成打包交易,生成新区块,并广播区块,广播的区块经过验证人验证交易,通过验证后,区块得到确认。这样一轮PoS的共识过程就完成了。

上述内容就是对POW和POS机制的区别究竟是什么?这个问题的回答,PoS机制的优势在于,它解决了PoW中的资源浪费、效率低下等问题。但它同样也有一些缺点。比如,PoS机制中初始的代币分发比较模糊,如果初始代币分发不下去,就很难形成之后的股权证明,再比如,选举算法存在被攻击的可能,一旦攻击成功,整个系统就会被操控。但是PoS机制并不是完美的,虽然现在可以暂时解决一部分以太坊当下的问题,但是后期很有可能还会出现其它问题。

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