为什么用pos机制(区块链里的高频词Pos到底是什么？)

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全球视角，独到见解

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在去中心化世界达成共识

信任问题是所有去中心化加密货币的核心。中本聪解决“双花”问题实质就是消除受信第三方。在加密货币领域，“无需信任(trustless)”这个词司空见惯，虽然一个真正的去中心化系统可以消除对受信第三方的需求，但信任依旧是去中心化系统的一个重要组成部分。第三方可以在陌生人之间建立信任，而去中心化系统中，信任是通过数学运算来进行验证的。

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工作量证明 vs. 权益证明

作为一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，以太坊使用“工作量证明(PoW)”机制，比特币也是使用工作量证明机制。我们知道，2017年一款运行在以太坊区块链上的称为 Cryptokitties 的去中心化应用导致了整个以太坊网络过于拥堵，这种考验网络可扩展性的问题如果不加以解决，加密货币将很难实现广泛采用。

当前，以太坊正处于实现另一种独立的共识算法的最前沿，该共识算法即权益证明(PoS)。这种共识算法首次于2011年由QuantumMechanic 在 比特币论坛(bitcointalk.org) 中提出，作为解决当前PoW在耗能和扩展性方面存在的问题，原文链接：

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PoS 共识机制

在 PoS 系统中，任何拥有足够数量的加密货币持有者都可以将一定的加密货币锁定一段时间，从而获取成为验证者并验证交易的权限。将加密货币抵押的验证者在验证系统有效性时，可以获得一定的经济激励。

验证者通过押注加密货币的方式来验证某个区块的有效性，如果验证的方式正确，则在一定时间之后可以获得额外的奖励；但如果验证方式不正确（即将无效区块验证为有效区块），则会有相应的处罚措施。在 PoW 机制中，验证者投入的是电力和算力；而在 PoS 机制中，验证者投入的是资金。从理论上来说，PoS 系统可以解决当前比特币和以太坊面临的扩展性问题。在 PoW 机制中，获取区块奖励的概率与投入的电力和算力成正比；在 PoS 机制中，验证者抵押的加密货币越多，获取区块奖励的概率也越大。通过大量的资金投入和激励机制，验证者将被激励并维护分布式账本的有效性。

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批判的声音

与 PoW 一样，PoS 机制也面临着一些批判的声音。由于 PoS 机制的前提条件是要求验证者抵押一定的加密货币，这就意味着那些拥有更多加密货币的人将更有能力参与进来。有些人认为这种财富的集中是将网络推向中心化的一个潜在问题。Blockstream项目的Adam Hill就表述了自己的担忧：“我并不认为 PoS 最终行得通。对我来说，这是一种让富人变得更加富有的系统：拥有加密货币的人可以决定什么是共识。我更喜欢 PoW 机制，因为它实际上根植于算力的物理分布，与黄金系统存在很大的相似性。”虽然Adam的批判也许存在一定的合理性，但 PoW 算法的低效性确实存在，我们需要另一种相关的解决方案。

Paul Vigna 在他的 The Truth Machine 书中提到了PoS机制的另一个问题。他在书中提到：“对该模式(PoS)的一个批判在于，由于不存在燃耗电力的成本，权益证明系统的攻击者将会通过挖出多个区块来增加他们往账本中安插无效区块的可能性。”为了解决这一问题，EOS 协议使用了一个称为 Delegated Proof-of-Stake (DPoS，代理权益证明) 的系统，即“允许用户指定某些计算机所有人作为自己的代理人，对矿工的表现和诚实度进行投票。”但 DPoS 机制依旧面临存在中心化的可能性，因此也面临批判的声音。

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安全性

PoS机制能够带来更好的安全性。由于不存在矿工，PoS机制消除了51%攻击的风险。任何抵押一定资产的验证者都会因为进行恶意行为而损失自己抵押的资产。同时，由于不需要哈希算力，拥有强大算力的组织或个人将不可能篡改区块链账本的状态。

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以太坊 & Casper

以太坊是第一个提议将共识机制转变为PoS的区块链网络。Casper 是以太坊网络用于实现PoS机制的共识协议。最初设定的验证者需抵押的资金是1000个ETH，但之后调整为32个ETH。系统将通过两轮投票来建立共识，这样可以识别出有恶意的验证者并加以罚没一定数量的抵押资产。当前有关Casper的研究主要有两个，即 Casper FFG 和 Casper CBC。尽管 Casper 也面临一些质疑的声音，但最终情况如何还需要时间的考证。

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EOS & DPoS

EOS、BTS等采用DPoS的机制，其原理就是让每一个持币人进行投票，然后由投票推选出多名代表，或者称超级节点，比如EOS就是21个超级节点，这些超级节点就获得了生产区块的权利，获得交易费奖励。如果超级节点不能履行他们的职责（当轮到他们时，没能生成区块），他们会被除名，网络会选出新的超级节点来取代他们。类似于比特币的挖矿池，DPoS机制也面临着存在中心化问题的质疑。

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Cardano & Ouroboros

Cardano(卡尔达诺)是另一个正在研究PoS机制的项目。Cardano 联合创始人 Charles Hoskinson 声称他们已经成功地开发出一种与PoW算法一样安全的PoS共识算法 Ouroboros。该算法的最新迭代版本称为 Ouroboros Hydra，结合了分片技术。Ouroboros Hydra 号称可以实现每秒处理数百万笔交易，尽管依旧存在质疑的声音。

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即将来临

虽然 PoS 机制试图解决 PoW 算法固有的低效问题，但大多数相关的解决方案依旧处于理论阶段。以太坊原本计划于2018推出 Casper 协议，但相关开发工作出现推迟。因此，PoS 算法依旧处于加密货币领域的许多假设之中。以太坊面临着扩展性问题，如果想要成为世界计算机，以太坊将必须采用一种 PoS 算法，从而使系统能够处理大量的交易和智能合约。我们期待 PoS 机制能够早日实现吧。

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