POW & POS,傻傻分不清楚的共识机制
什么是共识机制?
我在开更的第一篇文章,就简单讲解了数字货币世界的16个最高频名词,其中一个就是共识机制,还记得吗?
为什么要有共识机制呢?
这就必须要解释一下在分布式系统中不得不了解的“拜占庭将军问题”了。
拜占庭将军问题(The Byzantine Generals Problem)可以总结为一句话:
在古代,11位忠诚的、不同位置的将军,如何排除叛徒的影响,对进攻或撤退达成一致。
当然,拜占庭将军问题并不是如今才提出的,我们大中华在春秋战国时期就发明了“虎符”这个神奇的方式来保障命令的正确执行。
在分布系数系统中,各个节点就是“拜占庭将军”,算法执行中的任意一个错误就是“叛徒”。
为了尽可能地排除错误、快速达成一致,来让系统有效地、正确地运行,便应运而生了各种“共识机制”。
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下面,我们就来一起学习数字货币世界中常见的几种共识机制:
PoW,工作量证明 Proof of Work
PoW是比特币所采用的共识机制,最早是由Adam Back为了解决垃圾邮件的问题而开发的一个“哈希现金Hashcash”程序。
比特币采用的是SHA256的单向函数,其具体的工作原理实在太专业,我们只需要理解到“SHA256的结果很容易验证,但是要将其计算出来,需要不断尝试运算,直到匹配到某个随机数;技术上而言,任何新增区块都需要经过232394亿运算才能得到”的程度,感兴趣的小伙伴可以搜索SHA256去深入学习。
因此,只要矿工出示运算结果,那通过PoW,全网节点就认可了他所付出的成本,承认新的区块奖励属于他。
如此大量的运算相当浪费资源,实际上并没有任何科学或实际用途,只是为了实践工作量证明机制、阻止攻击者伪装成节点来控制网络。
虽然在2009年时为了构建这种去中心化的、允许所有人可以免费参与的全球货币网络,没有更好的选择;但是发展到如今,已经有了其他不需要大量浪费算力的证明机制,比如我们下面就要提到的,PoS权益证明。
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PoS,权益证明 Proof of Stake
主要思想是:节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比,也就是说,一个节点拥有的币越多、时间越久,越容易获取记账权,也就越容易获取区块奖励。
实际上,最初的PoS是PoW的一种升级,根据每个节点的币龄,来等比例地降低挖矿难度,从而加快找到随机数的速度。
什么是币龄呢?
币龄=数量*拥有天数。
由于区块链中的每笔交易记录都会被标记时间戳,这个时间戳就可以作为币龄的证明,因此币龄也不可能被轻易伪造。
比如A从B那里收到10个币,并且持有了90天,那么,A就拥有了900的币龄;如果A卖了这10个币,这900币龄就被消耗了;
后来,为了彻底摆脱PoW这种依靠算力的共识机制,PoS引入了“利息”的概念;年利率是在PoS机制最初确认时就设定的,一般不会变化。
利息=(币龄*年利率)/365 ,如果利率是1%,在上个例子中,A就可以得到0.02466个币的利息。
如此一来,PoS区块链的作用过程就可以这样描述:
在初期,通过PoW机制,产生创世币;
在创世币达到一定规模时,PoS机制开始作用,交易时消耗币龄、获得产生区块的优先权,并获取利息,同时PoW机制由于消耗太多资源、浪费算力而逐渐淡出;
最终系统中仅剩PoS来维持正常运作。
目前大家所熟悉的以太坊,主要还是采用PoW的机制,不过正在转向PoS。
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大家了解了PoW和PoS,在遇到其他共识机制的时候,相信也会比较快得就能理解。
比如:股份授权证明DPOS,类似于董事会投票;燃烧证明POB;沉淀证明POD;能力证明POC;消逝时间证明PODT,等等。
就不在这里为大家一一展开了,感兴趣的同学可以百度或知乎一下~
以太坊2.0未来的发展如何?
以太坊 2.0 升级,最核心的是以太坊 2.0 分片和 PoS 共识机制。采用 PoS 共识机制是为了提高以太坊协议的能源效率以及增加以太坊区块链的安全性。以太坊 2.0 分片,使得以太链不再需要通过每个节点来处理链上的每笔交易。
在分片系统中每个节点只需处理约 1% 的交易或更少,从而极大地提高了区块链的效率。实现ETH2.0以后不仅网络性能得到大幅提升,投资者也可以减少重资产的投入(+slf0037)。共识协议Casper及分片技术落地,对网络的底层协议作出巨大的改变,还进一步推动了区块链扩容技术向前发展,不断达到商用的标准。截至2021年1月7日16时已经有超过230万个ETH被锁定在该网络中,占以太坊总供应量的2%。然而,这仍然只是更新的第一阶段。据官方消息,Uniswap v3已部署到以太坊主网。根据官方文章,Uniswap v3是该协议迄今为止功能最强大的版本,集中式流动性为流动性提供者提供了空前的资本效率,为交易者提供了更好的执行力,以及去中心化金融的核心基础设施。就以太坊路线图而言,V神表示,随着合并日期的临近,路线图的许多方面越来越变得切实可行,乐观估计今年年底可以完成升级,在合并后,执行链会在共识链内部运行,每个信标链区块会包括一个来自执行链的区块。他还表示,合并需要许多复杂技术,目的是让整个过程尽可能简单,对于用户、客户端、开发者、智能合约来说,合并会更加顺畅,用户无需过多担心。目前许多中心化交易所、去中心化交易所、去中心化质押协议和基础服务商都进入了以太坊2.0的Staking赛道。不难想象之后会有更多的服务商涌现,而以太坊2.0 Staking板块也将会成为交易所和钱包的标配。那么 ETH 1.0 的 PoW 链,究竟还能挖多久?目前并没有一个明确的答案。但可以确定的是,在以太坊由 PoW 彻底转变为 PoS 之前,以太坊基金会必须用足够长的时间来向大家证明 PoS 链是安全的。这样才能让所有开发者和用户放心的完成切换,从而使整个价值超过 1000 亿美金的生态体系真正的、完全的运行在信标链上。
没有人知道完成工程的推进,需要花多长时间,这是个很大的未知数,并且这些未知数可能是以太坊 2.0 转换的很大阻力。因此,我们乐观估计 PoW 链至少还可以持续挖两到三年。
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什么是POW和POS,二者区别联系
POW:全称Proof of Work,工作量证明。
POS:全称Proof of Stake,权益证明。
这两者都区块链的共识机制,是数字货币的记账方法。
区别是:
1、POW机制:工作量证明机制即对于工作量的证明,是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中,节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权,求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。
2、POS机制:权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是,当创造一个新区块时,矿工需要创建一个“币权”交易,交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间,依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,从而加快了寻找随机数的速度。
扩展资料:
比特币(BitCoin)的概念最初由中本聪在2009年提出,根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。
与大多数货币不同,比特币不依靠特定货币机构发行,它依据特定算法,通过大量的计算产生,比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为,并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。
参考资料:百度百科-共识机制
以太坊2.0即将到来,POW矿工将何去何从?
何为以太坊2.0?
以太坊2.0也叫 ETH 2 或「宁静」,是以太坊区块链的下一次重大升级。
自以太坊诞生的那刻起,开发团队就已为它制定了四个发展阶段,分别是前沿(Frontier)、家园(Homestead)、大都会(Metropolis)、宁静(Serenity)。
以太坊2.0有何不同之处?
相比 1.0,2.0 主要引入两个改进:PoS(权益证明)和分片链(Shard Chains)。
对于矿工来说,以太坊2.0与以太坊 1.0最大的不同在于,它将采用“权益证明(PoS)”机制替换当前采用的“工作量证明(PoW)”机制。
举例说明:想象一下,以太坊 1.0是一条繁忙的道路,每个方向都只有一条车道,这意味着在拥堵的时候,所有的车辆都要以缓慢的速度爬行通过。
以太坊 2.0将引入分片,其效果是将区块链变成一条有几十条车道的高速公路,所有这些都将提升可以并发处理的交易数量。
以太坊2.0对现有矿工的影响
有人欢喜有人忧,以太坊转PoS,意味着PoW矿工收益将逐步减少,直至无法获得收益。
要知道,以太坊2.0推出至少要达到1.5阶段,而这期间大约需要长达两年的等待,而且在推出之后完全转为PoS还需要更久,所以并不需要过于担心。
首先我们知道,ETH 1是矿工一直参与的PoW链,ETH 2则是PoS共识的以太坊2.0。ETH 1与ETH 2合并之后,ETH 1的PoW挖矿即停止,整个以太坊网络完成共识升级。
预期发生两个链合并的时间在阶段1.5。
届时进入主网的阶段0,但限于发展进程,任何以太坊的经济活动仍运行在ETH 1之上,底层共识仍旧完全依靠PoW挖矿决定。
而从ETH 1完全变更至ETH 2,需要完成区块链见证机制、对于目前以太坊虚拟机的改动,把数据结构从十六进制转变为二进制等工作。相当于从一个共识底层变成一个更接近用户层的分片之一,这其中的工作量绝非我们想象的那么简单。
而这其中又牵扯到的各方利益和立场,除了对于矿工挖矿收益的考虑之外,更加切实的问题是,对于现有锁仓价值超过130亿美元的DeFi项目,ETH 2的代码是否能够足以安全的承接?钱包、交易所、稳定币以及众多基础设施的过渡,更需时间。
在这一切发生之前,以太坊仍然需要PoW挖矿来支持这个系统的良好运行。
矿工还能挖多久?
事实上,矿工面临的不仅是矿机的问题,以太坊2.0越来越近,矿工也会紧张,究竟还能挖多久?在PoW向PoS转变的过程中,如何才能获取最大的价值?
PoS转化过程中,可能会与PoW并行一段时间,然后再切换,具体的时间和周期大家都不知道,官方的进度也不太确定,但是对矿工来讲,一旦切换或者部分切换,肯定会对收益带来非常大的冲击。
从矿工的角度来讲,获取不到什么价值,因为矿工是挖矿的,通过算力来保护网络,以太坊网络过渡到PoS阶段,就不再需要PoW矿工。目前对矿工的好处就是他们手里的ETH会随着以太坊网络的吞吐能力增强以及经济模型的迭代,对币价带来一些变化,但是对于矿工本身来说,这个事情没什么利好。
“矿工会顾虑POW挖矿的持续性,谨慎乐观吧。从近期机器价格回落可以看出来,还不太会盲目加大筹码,4G改8G升级后的机器还可以挖4年。罗马不是一天建成的,ETH信标链只支持Staking功能,阶段1分片上线时间在2021年,上线后只能试运行,仍不支持转账和智能合约;而阶段2的新虚拟机eWASM和与之配套的智能合约、跨分片转账,这个实现的过程会很漫长。ETH2.0在几年内还不会影响PoW矿工,PoW最终被替代需要ETH2.0足够成功。这期间,大显存矿工和芯片超算矿机可以享受一段时间全网算力下降后的收益提升,ETH2.0第一阶段会吸引一定ETH去锁仓,这些都会对这些矿工比较有利。
关于pow什么时候转pos和pos转入什么意思的介绍本篇到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。
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