工作证明和验证证明有什么区别？

了解共识的核心机制

在区块链网络中，在分布式参与者之间达成协议对于验证交易和维持分类帐的完整性至关重要。用于实现此目的的两种主要方法是工作证明（POW）和验证证明（POS） 。两者都有相同的基本目的：防止双重支出并确保仅将有效的区块添加到区块链中。但是，他们在选择块验证器并保护网络方面的方式有很大差异。 POW依靠计算能力，而POS取决于参与者持有的经济利益。

工作证明的运作方式

工作证明要求矿工使用大量的计算资源来解决复杂的加密难题。第一个解决难题的矿工将解决方案广播到网络进行验证。确认后，将新块添加到链条中，矿工将获得块奖励。这个过程具有很高的竞争力和能源密集型。拼图的困难会定期调整以保持一致的块时间，而不管有多少矿工活跃。

• 矿工使用专门的硬件（例如ASIC（特定于应用程序）的集成电路）来最大化哈希速率。
• 电力消耗是主要的运营成本，导致人们对环境影响的关注。
• 安全性来自获取和运营采矿设备的高成本。
• 挖掘区块的可能性与矿工在总网络哈希功率方面的份额成正比。

由于解决这些难题需要现实世界中的资源，因此攻击网络将需要不切实际的能源和资本，使POW可保护大多数形式的操纵。

验证证明的功能如何不同

验证证明用经济承诺取代了计算工作。 POS使用验证者，而不是矿工，他们将一定数量的加密货币锁定为股份。该协议选择验证器以根据其股份的大小及其持续时间等因素提出并证明新块。一些系统还引入随机性以防止集中化。

• 验证者必须在以太坊的POS系统中存放最少的硬币（例如32 ETH） ，以激活其验证权。
• 如果验证者试图作弊或验证欺诈性交易，则可以削减其部分或所有股份。
• 奖励以新铸造的硬币和交易费用分配，与验证者的诚实参与成正比。
• 由于不需要进行大量计算，因此能耗大大降低。

这种转变降低了与硬件和电力有关的障碍，从而实现了更广泛的参与，同时通过经济激励措施维持网络安全。

比较安全模型和攻击向量

POW和POS的安全假设在根本上是不同的。在POW中，安全性来自获取和运行采矿硬件的成本。攻击者需要控制网络总哈希的50％以上来操纵区块链，这种情况被称为51％的攻击。由于哈希速率分布的突然变化，执行这种攻击的昂贵且可检测到非常昂贵。

相比之下，PO通过在财务上进行攻击来确保网络确保网络。为了在POS系统中发动51％的攻击，对手必须获得超过一半的标记。这不仅需要巨大的资本，还需要触发经济对策：

• 随着攻击者购买大量数量，增加了攻击成本，代币的市场价值可能会激增。
• 诚实的验证者可以协调分叉的链条并将恶意演员列入黑名单，并保留了《分类帐》的合法版本。
• 削减机制会自动惩罚不诚实的行为，从而减少攻击者的股份。

因此，POS将安全直接与当地加密货币的价值和参与者的经济合理性联系在一起。

能源效率和环境影响

POW和POS之间讨论最多的差异之一是它们的环境足迹。 Bitcoin等POW网络消耗大量电力，通常与小国的年度使用相当。即使网络闲置，这种能量也会不断用于哈希操作。

POS消除了恒定计算的需求。验证者在普通计算机上运行软件，消耗最小的功率。例如，在以太坊在2022年过渡到POS之后，其能源消耗下降了99.9％以上。这种巨大的减少使POS成为更具可持续性的选择，尤其是随着对碳排放的监管审查的增加。

• POW的能源使用是一项功能，而不是错误 - 它通过现实成本确保安全性。
• PO通过经济惩罚来实现安全性，从而减少了对物理资源的依赖。
• 批评家认为，Pow的能源支出通过利用过多的功率来支持某些地区的电网稳定性。

尽管对能源使用的看法有所不同，但从技术角度来看，POS的效率尚无定论。

权力下放和可及性考虑因素

权力下放是区块链设计中的核心原则，两种模型都以不同的方式进行。 POW允许使用硬件的任何人参加，但是随着时间的流逝，采矿已成为可以负担得起工业规模运营的大型游泳池和组织的集中式化。廉价电力地区的地理集中度进一步限制了分散。

POS在能源和设备方面降低了进入障碍，但引入了财务障碍。必须选择重要的股份作为验证者。为了解决这个问题，许多POS网络都支持放入池，用户将其令牌结合起来以满足最低要求并按比例分享奖励。

• Solo Stataking提供了完全控制，但需要技术设置。
• 泳池存放减少了个人责任，但涉及服务费。
• 某些平台提供液体含有衍生品（例如，Steth），使用户可以在获得奖励的同时交易储存资产。

尽管POS促进了节能的参与，但仍然担心财富集中影响块验证权。

常见问题

POW区块链可以切换到POS吗？是的，区块链可以通过硬叉或协议升级从POW过渡到POS。以太坊在“合并”期间于2022年9月完成了这一过渡，在保留帐户余额和交易历史记录的同时，切换其共识机制。这样的升级需要广泛的测试，社区共识以及节点运营商和开发人员之间的协调。

如果POS验证器离线会发生什么？如果验证者暂时断开连接，他们可能会错过奖励。长时间的停机时间可能会导致被称为“削减”或减少部分股份的处罚，具体取决于网络规则。大多数系统允许验证者将正常运行时间监控委托给第三方服务，以避免意外罚款。

POW过时了POS吗？不，POW并不过时。 Bitcoin以及其他几项主要加密货币继续使用POW，因为其对某些类型的操纵的安全性和抵抗力。尽管其能源成本，但一些开发人员和用户还是更喜欢POW的简单性和长期记录。

POS网络仍然有采矿吗？不，POS网络在传统意义上不涉及采矿。没有计算拼图解决。取而代之的是，通过称为“锻造”或“铸造”的过程创建新块，其中选择验证器根据其股权和其他特定于协议的标准创建块。