工作量證明挖礦有哪些替代方案？

權益證明及其在現代區塊鍊網絡中的作用

1. 股權證明（PoS）用一種系統取代了能源密集型挖礦，在該系統中，驗證者根據其持有的代幣數量以及願意“抵押”作為抵押品的數量來選擇。與傳統的工作量證明系統相比，這種轉變顯著降低了電力消耗。

2. PoS 網絡中的驗證者將其加密貨幣鎖定在錢包中以參與區塊創建和驗證。該協議根據考慮質押金額和持有期限的算法選擇參與者，通過質押資產的風險來阻止惡意行為。

3. 以太坊通過“合併”向 PoS 過渡，展示了該模式的大規模實施，能源使用量減少了 99% 以上。這一變化影響了其他區塊鏈項目採用或探索類似的共識機制。

4. 委託權益證明（DPoS）是 PoS 的一種變體，允許代幣持有者投票選出代表他們驗證交易的代表。這提高了交易速度和可擴展性，同時將權力下放保持在由選民參與決定的程度。

5. PoS 的安全性依賴於經濟激勵而不是計算工作。攻擊者需要獲得多數股權，這將是極其昂貴的並且會適得其反，因為這會使他們自己所持股份貶值。

拜占庭容錯和混合共識模型

1. 實用拜占庭容錯（PBFT）即使在某些節點惡意行為或失敗時也能達成共識。它用於像 Hyperledger Fabric 這樣的許可區塊鏈，其中已知參與者進行輪次通信以就交易順序達成一致。

2. 在 PBFT 中，每個節點與其他節點交換消息以驗證提議塊的真實性。一旦絕大多數人同意，該區塊就被確認。此過程可確保受控環境下的高吞吐量和低延遲。

3.一些網絡將PoW和PoS結合成混合模型。例如，Decred 要求礦工和利益相關者共同批准區塊，平衡散列能力的安全性與長期持有者的治理投入。

4. 另一種混合方法涉及使用 PoW 進行初始代幣分配，並切換到 PoS 以獲得持續共識。這允許公平的啟動特徵，同時在網絡成熟後向可持續性過渡。

5. Stellar 和 Ripple 使用的聯邦拜占庭協議 (FBA) 依賴於信任集群，其中每個節點選擇信任的對象。當重疊的法定人數形成時，全球協議就會出現，而無需普遍驗證。

新興替代方案：DAG 和基於聲譽的系統

1. 有向無環圖（DAG）代表線性區塊鏈的替代結構。像 IOTA 這樣的項目使用 DAG 來允許多個並行交易，從而完全消除了對礦工的需求。

2. 在IOTA的Tangle中，每個用戶在提交自己的交易之前必須確認之前的兩筆交易。這種自我驗證機制隨著使用量的增加而擴展，並消除了中心化的挖礦實體。

3. 哈希圖使用八卦協議，其中節點共享有關接收到的事件的信息，建立共識時間線，而無需基於領導者的塊生產。它聲稱交易排序的公平性和對 DDoS 攻擊的高抵抗力。

4. 一些平台實施基於聲譽的共識，驗證者通過誠實參與隨著時間的推移贏得可信度。聲譽得分較高的節點在決策過程中獲得更大的影響力。

5.這些較新的架構完全挑戰了挖礦的必要性，而是專注於通過創新的數據結構和激勵調整來實現分佈式協議。

常見問題解答

股權證明如何防止富有的利益相關者主宰網絡？雖然更大的賭注會增加被選中的機會，但大多數 PoS 系統都包括隨機化和對不誠實行為的懲罰。如果驗證者嘗試雙重簽名或停機，削減條件會刪除部分質押資金，從而阻止中心化。

基於DAG的系統可以支持智能合約嗎？是的，Hedera Hashgraph 和 Fantom 等較新的 DAG 實現已經集成了智能合約功能。這些平台保持異步拜占庭容錯，同時支持跨分散應用程序的可編程邏輯。

工作量證明現在完全過時了嗎？不，工作量證明仍然是 Bitcoin 和其他幾種已建立的加密貨幣的基礎。隨著時間的推移，其簡單性和經過驗證的安全性繼續提供價值，特別是在抗審查、無需許可的環境中。

是什麼阻止某人對權益證明網絡發起 51% 攻擊？在 PoS 中，控制 51% 的質押供應量需要巨大的資本投入。任何攻擊都可能導致貨幣價值暴跌，從而使攻擊在經濟上變得不合理。此外，許多網絡實施檢查點和最終規則來檢測和隔離惡意分叉。