工作量证明与权益证明：区块链如何达成共识

区块链最有趣的特性之一是分散化。没有一个实体或网络成员能够负责更改验证。相反，在向新块提交更改之前，必须得到大多数人同意。

这叫做共识。它是大多数区块链与标准数据库的区别所在。达成共识的方式会影响添加新块的速度、可伸缩性和成本。

什么是共识，为什么重要?

共识确保每个人都能获得一个真实的版本。您的区块链数据应该与其他所有人的数据匹配，否则，整个系统将崩溃。因此，共识保护了区块链的完整性，并将少数腐败分子的欺诈风险降至最低。

区块链通过共识协议达成一致——一组告诉区块链如何处理新数据的规则或指令。通过使用奖励和激励，共识协议可以在不需要第三方或中央集权的情况下批准新块。

我将集中讨论当今最流行的两种共识机制:工作量证明(PoW)和权益证明(PoS)。Crypto的研究报告称，这两种加密技术加起来能支持前100种加密货币中的42%。然而，还有很多其他的。严格地说，它们不是分散式的，而是依赖于一个集中的权威来验证新事务。

工作量证明: 第一个解出这个难题的人将获得奖励。

假设你和10个朋友在一个房间里。

你们五个人被要求解一道数学难题。那么第一个解决这个问题的人将获得奖励。

你先解这个难题，然后其他三个解者检查你的答案。标注是正确的。你就赢了50美元，你的解决方案和之前的解决方案一起被写在白板上。

这是比特币使用的工作量证明(PoW)共识协议的简化版本。

•白板是比特币区块链。
•您和您的朋友是比特币网络的成员，称为“节点”。
•你们五个解难题的人是被称为“矿工”的特殊节点。
•每个拼图都是新的比特币交易块。
•矿工们竞争解决这个叫做“采矿”的难题。
•第一个解决这个难题的是他们对比特币网络的解决方案。
•如果51%或更多的人同意，你就会得到奖励。区块链矿商将获得一些比特币。

作弊很难，但并非不可能。

根据Crypto的研究报告，加密货币难题需要大量的计算能力来解决，因此在不被注意的情况下提交欺诈性的块既昂贵又耗时。

然而，如果一个合谋的矿池控制了51%的网络，那么就有51%的攻击风险。例如，您和解决方案检查人员可能会密谋在白板上添加一个假解决方案。同样的道理，如果51%的比特币开采者控制着新区块的审批，他们就有效地控制了区块链。它变得集中，欺诈的风险就会增加。

权益证明:你必须参与其中才能赢。

你又回到房间了。

这一次，难题要简单得多，而且不是通过竞赛来解决它们。相反，拥有最多钱的人可以解决这个难题并把它写在白板上。

如果你已经花了钱，那么被选中来解决一个难题的概率就很低。如果你存了钱，被选中的概率就很高。

假设你比其他人都有钱。你解出简单的难题，它都会被写在白板上。

这一次，你得到1美元。这似乎很公平，因为你的工作量比上次少多了。当你现在多了1美元，你再次被选中提出解决方案的概率会更高。

这是权益证明协商共识协议的一个简化示例。

•白板是以太坊区块链。
•你和你的朋友是以太坊节点。
•你们中的一些人，包括你们自己，也是验证者。
•风险最大的验证者解决了他们的难题。
•这些难题只是验证您的权益 (显示您钱包的内容)。
•当您解决您的难题时，您将获得添加新块的交易费用。

与比特币的POW共识机制不同，它不需要挖矿，也不需要解决繁重的计算问题。相反，验证器的权益关系决定它们是否可以验证新块。如果他们进行欺诈，他们的股份就会贬值，这在理论上消除了欺诈。

我认为在以下几个方面，权益证明(PoS)比工作量证明(PoW)更好:

1. PoS是节能的。由于上述原因，您不需要太多的计算能力来创建新的块，因此PoS对环境更好。
2. PoS被认为更便宜，因为它需要更少的计算能力或电力。
3.PoS似乎更分散，因为串通没有好处。然而，PoS确实有利于较大的利益相关者。
4. PoS可以抵消PoW带来的51%的攻击风险。如果你想要51%的控制权，你需要购买大量的加密货币。

然而，PoS并不是完美的。

验证器可能只在网络中出现权益关系—称为“无权益关系”问题。例如，您可以验证多个区块链，或者直接从银行借款。

以太坊计划在即将发布的Casper版本中使用修改后的PoS模型，该模型需要验证器进行存款。如果验证者进行了欺诈，他们将失去存款。

企业的最佳共识模式是什么?

目前，没有人确切知道。在我看来，工作量证明很有可能像所有低效技术一样消亡，这将使POS证明成为未来最有希望的模型。
但这在很大程度上取决于你作为一家企业的目标和你对风险的偏好。PoW经过了实战测试，目前正在使用，那么您是采用您所知道的有效的方法(包括缺陷和全部)，还是冒险采用一种可能更好但尚未建立的模型，比如PoS呢?

与大多数区块链技术一样，虽然在找到完美的共识模型之前还有一段路要走，但我相信这只是时间问题。

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