PoW 和 PoS 是加密领域使用最广泛的两种共识机制。主要加密货币依赖它们来保持网络安全,并确保链上交易在共享规则下得到验证。
因为区块链需要可靠的方式来确认每笔记录的交易都是合法的,不同网络采用不同的共识设计。PoW 是最早的模型,由中本聪引入,许多人仍将其视为可用的最安全方法之一。PoS 后来开发,但现已在大多数主要数字资产项目中变得普遍——尤其是在 BTC 之外。
PoW(工作量证明) 是比特币网络和许多其他加密货币使用的共识算法,旨在防止双重支付。中本聪在 2008 年发布的比特币白皮书中引入了这一机制。
从核心上讲,PoW 定义了比特币区块链如何达成去中心化共识。它允许点对点交易以信任最小化的方式被验证——无需依赖任何第三方中介。
在像比特币这样的 PoW 网络中,矿工负责验证交易。这些参与者投入大量资源来帮助保持网络安全并正确运行。他们的关键任务之一是将交易组装成区块并验证它们。但要获得添加下一个区块的权利,矿工必须使用高度专业化的挖矿硬件来解决困难的数学难题。
第一个找到有效解的矿工可以将自己的区块附加到区块链上,并获得所谓的区块奖励。该奖励由新发行的加密货币加上交易费用组成。新发行币的数量因网络而异。例如,在比特币上,成功的矿工每区块奖励可获得 6.25 BTC 加上费用(截至 2021 年 12 月)。
比特币还包括一个称为“减半”的机制,每 210,000 个区块(大约每 4 年)新创建的 BTC 数量减少 50%。
PoS(权益证明)是 2011 年作为 PoW 替代方案引入的共识算法。它旨在解决 PoW 网络中出现的一些可扩展性限制。如今,PoS 在主要加密项目中广泛使用——常被引用为第二受欢迎的共识模型——并可在 BNB、Solana (SOL) 和 Cardano (ADA) 等网络中找到。
虽然 PoW 和 PoS 共享相同目标——帮助区块链达成共识并确认有效交易——但 PoS 使用不同的方法来决定谁有权验证下一个区块。在 PoS 区块链中,没有矿工。验证者不是通过强大硬件竞争“赢得”区块生产权,而是根据他们向网络承诺的加密货币数量被选择。
要成为有资格验证区块的参与者,需将一定数量的代币锁定到区块链上指定的智能合约中。这一过程称为质押。PoS 协议随后分配验证者来确认下一个区块。根据网络不同,选择可能是随机的,或按参与者质押规模加权。
被选中的验证者可以从他们验证的区块中获得奖励——通常以交易费用的形式。一般来说,验证者质押的代币越多,被选中的机会就越高。
谁可以挖矿/验证区块?
区块如何被挖矿/验证?
需要什么设备?
奖励如何分配?
每种模型如何保障网络安全?
除了中心化的一般担忧外,经常讨论的一个风险是前 4 大矿池控制了比特币总算力的很大份额。当如此多的计算能力集中在少数矿池时,理论上可能增加 51% 攻击的风险。
51% 攻击指的是潜在安全威胁,恶意行为者或群体设法控制网络总哈希率的 50% 以上。如果发生这种情况,攻击者可以操纵共识过程如何展开,并从事有害行为以获利——例如双重支付、拒绝或更改交易记录,或阻止他人挖矿。话虽如此,鉴于比特币网络的规模,这一场景在实践中通常被认为不太可能发生。
相比之下,要攻击 PoS 区块链,攻击者需要拥有超过 50% 的网络代币。购买如此多的供应量很可能会推高需求——以及代币价格——显著升高,可能花费数百亿美元。即使 51% 攻击被执行,攻击者的质押代币也可能因网络和市场信心受损而大幅贬值。
由于这些经济约束,使用 PoS 共识的加密货币通常被视为不太可能面临 51% 攻击,尤其是在大市值网络中。
PoW 和 PoS 都在加密生态中赢得了坚实地位,很难说一种共识模型普遍“更好”。PoW 常因挖矿相关的较高碳排放而受到批评,但它也已证明自己是保护区块链网络的稳健安全机制。
话虽如此,随着以太坊等主要网络从 PoW 过渡到 PoS,PoS 越来越可能成为未来新项目的首选——尤其是对于优先考虑可扩展性和效率的团队。