工作證明和驗證證明有什麼區別？

了解共識的核心機制

在區塊鍊網絡中，在分佈式參與者之間達成協議對於驗證交易和維持分類帳的完整性至關重要。用於實現此目的的兩種主要方法是工作證明（POW）和驗證證明（POS） 。兩者都有相同的基本目的：防止雙重支出並確保僅將有效的區塊添加到區塊鏈中。但是，他們在選擇塊驗證器並保護網絡方面的方式有很大差異。 POW依靠計算能力，而POS取決於參與者持有的經濟利益。

工作證明的運作方式

工作證明要求礦工使用大量的計算資源來解決複雜的加密難題。第一個解決難題的礦工將解決方案廣播到網絡進行驗證。確認後，將新塊添加到鏈條中，礦工將獲得塊獎勵。這個過程具有很高的競爭力和能源密集型。拼圖的困難會定期調整以保持一致的塊時間，而不管有多少礦工活躍。

• 礦工使用專門的硬件（例如ASIC（特定於應用程序）的集成電路）來最大化哈希速率。
• 電力消耗是主要的運營成本，導致人們對環境影響的關注。
• 安全性來自獲取和運營採礦設備的高成本。
• 挖掘區塊的可能性與礦工在總網絡哈希功率方面的份額成正比。

由於解決這些難題需要現實世界中的資源，因此攻擊網絡將需要不切實際的能源和資本，使POW可保護大多數形式的操縱。

驗證證明的功能如何不同

驗證證明用經濟承諾取代了計算工作。 POS使用驗證者，而不是礦工，他們將一定數量的加密貨幣鎖定為股份。該協議選擇驗證器以根據其股份的大小及其持續時間等因素提出並證明新塊。一些系統還引入隨機性以防止集中化。

• 驗證者必須在以太坊的POS系統中存放最少的硬幣（例如32 ETH） ，以激活其驗證權。
• 如果驗證者試圖作弊或驗證欺詐性交易，則可以削減其部分或所有股份。
• 獎勵以新鑄造的硬幣和交易費用分配，與驗證者的誠實參與成正比。
• 由於不需要進行大量計算，因此能耗大大降低。

這種轉變降低了與硬件和電力有關的障礙，從而實現了更廣泛的參與，同時通過經濟激勵措施維持網絡安全。

比較安全模型和攻擊向量

POW和POS的安全假設在根本上是不同的。在POW中，安全性來自獲取和運行採礦硬件的成本。攻擊者需要控製網絡總哈希的50％以上來操縱區塊鏈，這種情況被稱為51％的攻擊。由於哈希速率分佈的突然變化，執行這種攻擊的昂貴且可檢測到非常昂貴。

相比之下，PO通過在財務上進行攻擊來確保網絡確保網絡。為了在POS系統中發動51％的攻擊，對手必須獲得超過一半的標記。這不僅需要巨大的資本，還需要觸發經濟對策：

• 隨著攻擊者購買大量數量，增加了攻擊成本，代幣的市場價值可能會激增。
• 誠實的驗證者可以協調分叉的鏈條並將惡意演員列入黑名單，並保留了《分類帳》的合法版本。
• 削減機制會自動懲罰不誠實的行為，從而減少攻擊者的股份。

因此，POS將安全直接與當地加密貨幣的價值和參與者的經濟合理性聯繫在一起。

能源效率和環境影響

POW和POS之間討論最多的差異之一是它們的環境足跡。 Bitcoin等POW網絡消耗大量電力，通常與小國的年度使用相當。即使網絡閒置，這種能量也會不斷用於哈希操作。

POS消除了恆定計算的需求。驗證者在普通計算機上運行軟件，消耗最小的功率。例如，在以太坊在2022年過渡到POS之後，其能源消耗下降了99.9％以上。這種巨大的減少使POS成為更具可持續性的選擇，尤其是隨著對碳排放的監管審查的增加。

• POW的能源使用是一項功能，而不是錯誤 - 它通過現實成本確保安全性。
• PO通過經濟懲罰來實現安全性，從而減少了對物理資源的依賴。
• 批評家認為，Pow的能源支出通過利用過多的功率來支持某些地區的電網穩定性。

儘管對能源使用的看法有所不同，但從技術角度來看，POS的效率尚無定論。

權力下放和可及性考慮因素

權力下放是區塊鏈設計中的核心原則，兩種模型都以不同的方式進行。 POW允許使用硬件的任何人參加，但是隨著時間的流逝，採礦已成為可以負擔得起工業規模運營的大型游泳池和組織的集中式化。廉價電力地區的地理集中度進一步限制了分散。

POS在能源和設備方面降低了進入障礙，但引入了財務障礙。必須選擇重要的股份作為驗證者。為了解決這個問題，許多POS網絡都支持放入池，用戶將其令牌結合起來以滿足最低要求並按比例分享獎勵。

• Solo Stataking提供了完全控制，但需要技術設置。
• 泳池存放減少了個人責任，但涉及服務費。
• 某些平台提供液體含有衍生品（例如，Steth），使用戶可以在獲得獎勵的同時交易儲存資產。

儘管POS促進了節能的參與，但仍然擔心財富集中影響塊驗證權。

常見問題

POW區塊鏈可以切換到POS嗎？是的，區塊鏈可以通過硬叉或協議升級從POW過渡到POS。以太坊在“合併”期間於2022年9月完成了這一過渡，在保留帳戶餘額和交易歷史記錄的同時，切換其共識機制。這樣的升級需要廣泛的測試，社區共識以及節點運營商和開發人員之間的協調。

如果POS驗證器離線會發生什麼？如果驗證者暫時斷開連接，他們可能會錯過獎勵。長時間的停機時間可能會導致被稱為“削減”或減少部分股份的處罰，具體取決於網絡規則。大多數係統允許驗證者將正常運行時間監控委託給第三方服務，以避免意外罰款。

POW過時了POS嗎？不，POW並不過時。 Bitcoin以及其他幾項主要加密貨幣繼續使用POW，因為其對某些類型的操縱的安全性和抵抗力。儘管其能源成本，但一些開發人員和用戶還是更喜歡POW的簡單性和長期記錄。

POS網絡仍然有採礦嗎？不，POS網絡在傳統意義上不涉及採礦。沒有計算拼圖解決。取而代之的是，通過稱為“鍛造”或“鑄造”的過程創建新塊，其中選擇驗證器根據其股權和其他特定於協議的標準創建塊。