區塊鏈中的POS和POW有什麼區別？

區塊鏈共識機制，例如工作證明（POW）和股份證明（POS）確保分散的一致性，POW依靠計算能力和POS使用Staked Assets進行驗證。

2025/06/14 17:21

了解區塊鏈中的共識機制

在區塊鏈技術領域中，共識機制是分散網絡的骨幹。這些機制確保分佈式系統中的所有參與者都同意交易的有效性而無需依靠中央權威。兩種最突出的共識算法是工作證明（POW）和股份證明（POS） 。每個都有自己的獨特特徵，優勢和缺點，使其適用於不同類型的區塊鏈應用程序。

什麼是工作證明（POW）？

工作證明（POW）是Bitcoin和許多其他早期加密貨幣使用的原始共識機制。在基於POW的區塊鏈中，礦工競爭使用計算能力來解決複雜的加密難題。第一個找到有效解決方案的礦工獲得了將下一個區塊添加到區塊鏈中並獲得加密貨幣獎勵的權利。

POW背後的核心思想是使添加新塊資源密集型的過程，從而阻止惡意參與者嘗試操縱網絡。礦工投資於ASIC或GPU等專業硬件，並在此過程中消耗大量電力。

POW的一個主要缺點是其高能消耗。例如，Bitcoin網絡每年消耗的電力比某些國家 /地區更多。這導致了環境問題，並要求尋求更可持續的替代方案。

什麼是股份證明（POS）？

股份證明（POS）是旨在解決POW效率低下的替代共識機制。 POS不是依靠計算工作，而是根據願意將其作為抵押的硬幣數量選擇驗證器。選擇驗證器是偽隨機的，較高的賭注通常會增加被選中的機會。

在POS系統中，沒有礦工，只有驗證者和Stakers。驗證者鎖定了其一部分加密貨幣持有，這可以保證他們會誠實地採取行動。如果驗證者批准欺詐性交易，則可以將其股份削減為罰款。

與POW相比，該機制大大降低了能源消耗。以太坊是最大的區塊鏈之一，在2022年通過合併升級從POW轉移到POS，旨在提高可擴展性和可持續性。

POS和POW之間的關鍵差異

• 能源消耗：POW需要由於採礦活動而大量的能源，而POS的運作卻較低。
• 安全模型：POW依靠計算工作來確保網絡的確保，而POS取決於經濟激勵措施和與固定資產相關的懲罰。
• 集中化風險：在POW中，採礦池可以集中對網絡的控制。在POS中，富裕的參與者可能會主導驗證，即使與隨機選擇方法無法正確平衡。
• 可訪問性：POW通常需要昂貴的硬件，限制參與。 POS允許任何有足夠資金的人通過放入來參與，儘管可能存在最低限度的佔用閾值。
• 終結性：POS可以通過確定性協議提供更快的交易最終性，而POW依賴於基於確認的概率終結性。

這些差異會影響每種機制在各種條件下的性能以及某些項目選擇另一個項目的過程。

POW的工作方式：逐步崩潰

• 交易池：在包含在塊中之前，將交易收集到池中。
• 塊創建：礦工選擇交易，驗證其有效性，並嘗試創建一個新的塊。
• 哈希計算：礦工使用nonce反复哈希標題，直到產生的哈希達到難度目標為止。
• 塊廣播：找到有效的哈希，礦工將將新塊廣播到網絡。
• 同行驗證：其他節點檢查塊的有效性並更新其區塊鏈的副本。
• 獎勵分配：成功的礦工獲得了新鑄造的硬幣和交易費用。

每一步都確保區塊鏈的完整性，但以高能量使用為代價。

POS的工作方式：詳細的演練

• 放入要求：用戶必須符合最低含量的存放量才能成為驗證者。
• 驗證器選擇：硬幣年齡選擇或隨機塊選擇等算法確定誰驗證了下一個塊。
• 塊驗證：選定的驗證者驗證交易並提出一個新塊。
• 共識投票：其他驗證者對擬議街區的有效性進行了投票。
• 削減條件：如果驗證者的行為不誠實，則部分或全部股份被沒收。
• 獎勵分配：誠實的驗證者獲得的獎勵與他們的股份和參與成正比。

POS強調經濟責任制，並鼓勵參與者的長期承諾。

常見問題（常見問題解答）

Q1：區塊鏈可以從POW轉換為POS嗎？

是的，幾個區塊鏈已經進行了過渡。值得注意的是，以太坊在2022年9月完成了從POW到POS的轉變，從而提高了效率並降低了環境影響。

Q2：POS比POW不太安全嗎？

未必。儘管POW擁有良好的記錄，但POS引入了對攻擊的經濟障礙。安全取決於實現細節，例如削減條件和驗證器分發。

Q3：如果POS驗證器離線會發生什麼？

如果選擇驗證器在選擇時不可用，則他們可能會錯過獎勵。重複停機可能會導致其股份部分削減，具體取決於網絡的規則。

問題4：POS網絡比POW網絡需要更少的維護？

通常是。 POS不依賴物理採礦設備，因此與硬件升級相關的運營成本大大降低。