工作量证明挖矿如何运作？它与权益证明有何不同？

工作量证明挖矿机制

1. 矿工们竞相使用 ASIC 等专用硬件来解决计算密集型的密码难题。

2. 这个难题需要找到一个随机数，当与块的数据结合并进行散列时，会产生低于动态调整的目标值的输出。

3. 这一过程需要大量电力并产生热量，导致地理集中在低成本能源附近。

4. 一旦找到有效的解决方案，矿工将新区块广播到网络以供其他节点验证。

5. 达成共识后，该区块将被附加到区块链上，成功的矿工将获得区块奖励和交易费用。

能源消耗和硬件影响

1. 在每秒数百万次哈希尝试的累积努力的推动下，Bitcoin 的年电力消耗可与中等国家相媲美。

2. 挖矿盈利能力取决于算力效率、每千瓦时电费以及每 2016 个区块的网络难度调整。

3. 中心化矿池已成为主导者，在某些情况下控制着超过 50% 的算力，引发了去中心化担忧。

4. 由于算法升级和新一代芯片提供了卓越的焦耳/太哈希比，过时的采矿设备迅速贬值。

5. 浸入式冷却和水力发电设施现已成为北美和中亚大规模采矿作业的标准基础设施。

权益证明验证框架

1. 验证者锁定预定数量的原生代币（例如 ETH 或 ADA）作为参与区块创建的抵押品。

2. 提议或证明区块的选择依赖于按权益大小和持续时间加权的伪随机算法，而不是原始计算能力。

3. 如果验证者签署冲突的区块或长时间离线，通过经济抑制措施强制诚实行为，则会受到严厉处罚。

4. 确定性在概率上比 PoW 更快实现；以太坊的 Casper FFG 可以在几分钟而不是几小时内确认区块。

5. 代币分配模型影响参与：一些链要求最低质押阈值，而另一些链则支持通过非托管钱包进行委托。

安全模型分歧

1. PoW 从获取和运营硬件加电力的成本中获得安全性，这使得攻击的总体成本过高。

2. PoS 将安全保证转向代币经济：攻击者必须获得超过 33% 的流通供应量才能损害最终性，从而面临资产大规模贬值的风险。

3. 在早期的 PoS 设计中，理论上远程攻击仍然是可能的，除非在链外强制执行检查点或弱主观性规则。

4. 网络分区对 PoW 和 PoS 的影响不同：PoW 在分裂期间更注重一致性而不是可用性，而某些 PoS 变体在部分连接下优先考虑活跃性。

5、PoW中的Sybil抵抗来自于物理资源的限制；在 PoS 中，它源于所需股份和削减条件所带来的财务障碍。

常见问题解答

问：单个实体可以同时控制 PoW 和 PoS 网络吗？是的，矿池和质押服务提供商通常跨多种协议运行。然而，PoS 系统中的治理权随着权益而扩展，而 PoW 的影响力与哈希算力分布相关，这可能与代币所有权不直接一致。

问：PoW 本质上会阻止预挖矿吗？不会。预挖发生在公开发布之前，取决于项目治理，而不是共识机制。一些 PoW 代币是由创始团队以未公开的预挖方式推出的。

问：PoS 验证者的税收与 PoW 矿工的税收不同吗？税务处理因司法管辖区而异。在美国，质押奖励和挖矿收入在收到时都被视为普通收入。资本收益仅适用于标的代币的销售或交换。

问：孤立区块如何影响 PoW 经济？当两个矿工几乎同时找到有效的解决方案时，就会出现孤立区块。只有一个成为主链的一部分；另一个没有任何回报。这意味着收入损失并增加了矿工收入的差异，特别是对于规模较小的运营商而言。