POW、POS、DPOS三種基礎共識機制快速理解

買賣虛擬貨幣

初入鏈圈,你一定經常聽到POW,POS,DPOS。是不是有點傻傻分不清楚?

昨天,我們知道了:比特幣解決了拜占庭將軍問題,使用的重要手段之一就是採用了PoW 共識機制。

今天和大家談談常見的三種共識機制。

什麼是共識機制?

由於區塊鏈是去中心化分散網路,所以必須設計一套維護系統的運作順序(誰先誰後)和公平性(誰獲得新幣的獎勵?)的機制。共識機制,決定誰取得區塊鏈的記賬權和新幣獎勵。

所有的共識機制,都是為了解決特定的問題,沒有一種共識機制是完美無缺的,各有利弊。

POW:Proof of Work,工作量證明

POW必須透過一定的工作量,來獲得相應的獎勵。它要求礦工進行數學運算來獲取記賬權和新幣,以耗費大量時間、資源為擔保,確保記賬工作的真實有效性。

POW是一種多勞多得的模式。算力越高、挖礦時間越長,獲得的數字貨幣就越多。如果某個節點擁有全網40%的算力,那麼該節點理論上擁有40%的概率,在POW中獲勝。

POW就像在一座金挖礦,誰的力氣越大,誰挖的時間越長,誰得到的金子就越多。

就是:挖得越多,收得越多。

誰使用POW?

BTC和BTC的兒子們(BCH、BCD等等),ETH(將要轉換成POS),LTC。

POW的優點是:演算法簡單,採用大家認可的數學邏輯(找尋隨機數),容易實現。而破壞整個系統,需要投入巨大成本,有一定安全保障。

POW的缺點是:耗費大量的電力,處理效率低(每秒只能處理7筆交易)。如今算力越來越集中,中心化日益嚴重。

比特幣網路解決了”拜占庭將軍問題“,其中一個前提條件,那就是多數人是好人(超過51%的節點是好節點),否則就會出現51%攻擊。而現在,礦池BTC.COM、蟻池和微位元,一共控制了超過51%的算力。如果他們聯合起來,或者被駭客控制,那麼就可能會發生51%攻擊。

POS:Proof of Stake,權益證明

人們對於POW越來越中心化的算力分佈,感到害怕,於是POS誕生了。

POS也稱股權證明, 是透過持幣而產生利息, 對於驗證人/節點進行獎勵。

先引入一個概念:幣齡。

幣齡 = 幣量 x 持有天數。當你獲得利息後,你的持幣天數清零,幣齡也被清空。比如,你有100個幣,持有了30天,那麼,你的幣齡=100x30 =3000。這時,如果發現一個POS區塊,你的幣齡就被清0。

每清空365幣齡(模仿一年365天的年利率),你就能從區塊中獲得利息。如果該利率是5%,那麼一年下來,總利息 = 3000 * 5% = 150個幣。

POS就像到銀行存錢,銀行根據你存的數字貨幣的多少和存放的時間,給你算利息。

總的來說,就是:持有幣,有利息。持幣越多,收得越多。

誰使用POS?

未來幣,ETH一直為從POW轉移到POS作準備。

POS的優點是:不需要拼算力挖礦,不會浪費電力。縮短了共識達成的時間,效率提高。

POS的缺點是:擁有權益的參與者因為可以持幣吃利息,所以賣幣意願不強烈,容易產生壟斷。其次,所有的確認都只是概率上的表達,存在其他攻擊的可能性。挖礦成本低,硬分叉十分容易。

DPOS:Delegated Proof of Stake,委任權益證明

DPOS與POS原理相同,只是選了一些“董事代表”。

DPOS又稱為股份授權證明。其原理是讓每一個持幣人進行投票,由此產生一定數量的代表 (超級節點或者礦池),由這些超級節點代理持幣人驗證和記賬。而這些超級節點的權利是相等的。比如,EOS將產生21個主節點,以及100個備用節點。EOS全球超級節點選舉,正如火如荼進行中。

DPOS就像董事會投票,持幣者投出一定數量的節點 (董事)。代表按照既定時間表,輪流產生區塊,如果代表沒能很好的行使權力(比如產生區塊),他們會被除名,網路會選出新的超級節點來取代他們。所有的代表將收到平均水平區塊所含交易費的10%作為報酬。

誰使用DPOS?

BTS, EOS,GXC。

優點:相比POS,DPOS機制大幅縮小參與驗證和記賬的節點的數量,屬於弱中心化,大大提高了效率。可以達到秒級的共識驗證。

缺點:整個共識機制然依賴代幣,目前很多商業應用不需要使用代幣。但是未來呢,誰說得清楚。

很大程度上,DPOS將權利賦予了每個社羣成員,即真正關心專案的人。

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