POW和POS共识机制有什么区别？优势和缺点的全面比较

了解区块链中的共识机制

区块链技术依靠共识机制来验证交易并维持分布式分类帐的完整性。工作证明（POW）和股份证明（POS）是最广泛使用的共识算法之一。尽管两者都具有相同的基本目的，但他们在网络参与者之间达成一致的方法方面有很大差异。

什么是工作证明（POW）？

工作证明是Bitcoin引入的原始共识机制。在POW系统中，矿工竞争使用计算能力来解决复杂的数学难题。第一个找到有效解决方案的矿工将其广播到网络以进行验证。经过验证后，将区块添加到区块链中，矿工将获得奖励。

这个过程需要大量的能源和硬件资源，使其昂贵且耗时。但是，这一成本也可以阻止恶意攻击，因为发动攻击将需要控制网络计算能力的50％以上。

什么是股份证明（POS）？

开发了股份证明，是解决其高能消耗的替代方案。在POS系统中，选择验证器根据其持有的硬币数量并愿意将其作为抵押品创建新块。与其通过计算工作进行竞争，而是按比例地选择了验证器。

例如，如果验证者持有加密货币总供应的5％，则它们有大约5％的机会被选为伪造下一个块。这减少了对过度计算资源的需求，并使网络更节能。

POW和POS之间的关键差异

• 能源消耗： POW由于采矿而消耗的电力明显更多，而POS的设计为节能。
• 安全模型： POW依赖于计算能力，而POS取决于与代币持有的经济激励措施。
• 权力下放的问题： POW可以通过采矿池导致集中化，但POS可能会有利于富裕的利益相关者，可能造成不平等。
• 最终性： POW具有概率的终结性，这意味着随着时间的流逝，较旧的块变得越来越安全，而POS可以实现确定性的终结性，其中一旦获得验证者的超级贡献，块就可以完成。

这些差异突出了每个共识模型如何从不同角度接近安全性，效率和权力下放。

工作证明的优势

• 经过验证的安全性： Bitcoin的POW经受了许多攻击，并且仍然很安全。
• 对某些攻击的抵抗力：攻击POW网络的成本非常高，阻止了潜在的不良行为者。
• 没有预先确定的要求：任何人都可以参与采矿，而无需事先拥有或锁定令牌。

尽管有这些好处，POW系统仍会因其环境影响和可伸缩性限制而面临批评。

工作证明的缺点

• 高能源使用：采矿业务消耗大量电力，引起人们对可持续性的担忧。
• 集中化风险：大型采矿场主导着网络，减少了分散化。
• 可伸缩性问题：与其他共识模型相比，POW区块链通常的交易时间较慢。

这些缺点导致许多新的加密货币采用POS或混合模型。

利益证明的优势

• 能源效率：验证者不会执行资源密集型计算，大大降低了能源使用。
• 较低的入口障碍：用户可以通过占有代币而不是投资昂贵的采矿设备来参与。
• 提高的可伸缩性：某些POS实现允许更快的交易确认，从而改善了吞吐量。

此外， POS鼓励对网络的长期投资，将验证者的利益与生态系统的健康保持一致。

股份证明的缺点

• 财富集中：那些代币越多的人的影响力更大，这可能破坏分散性。
• 没有问题问题：在一些早期的POS实施中，验证者几乎没有动力不支持叉子期间的多个链条。
• 缺乏历史可靠的安全性：虽然Ethereum 2.0等新的POS网络有希望，但它们像POW Systems一样几十年来都没有经过测试。

这些问题仍然是区块链社区内积极研究和发展的领域。

常见问题

问：区块链可以从POW转换为POS吗？是的，几个项目已经从POW过渡到POS。一个值得注意的例子是以太坊，它完成了以太坊2.0的升级，采用了一种称为信标链的完整POS机制。

问：哪种共识机制更加分散？这取决于实施。 POW可能会遭受采矿池集中式的困扰，而POS可能会集中力量在大型代币持有者中。两种模型都需要仔细的设计来保留权力下放。

问：POS的Stating如何工作？放入涉及将一定数量的加密货币锁定为抵押品，以便有资格验证块。验证者的奖励与他们的股份成正比，但是如果他们不诚实地行动，他们就有可能失去部分奖励。

问：POW在现代区块链生态系统中仍然相关吗？绝对地。尽管效率低下， POW仍然是Bitcoin等主要加密货币的基础，该货币以其强大的安全模型和经过证明的弹性而受到重视。