2023一文让小白读懂的POW和POS概念详解(内含波卡)

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POW(Proof-of-work) 2022尚力财经小编

工作量证明最早是一个经济学术语,是指系统为达到某一目标而设定的衡量方法。简单是确认你做了一定工作的证明。比特币在出现之前很久就被探索了。

哈希运算是最常见的工作量证明机制,即通过计算满足条件的哈希值来确定系统做了一定的工作量。此外,还可以利用卷积求导、大素数分解等复杂运算来达到工作量证明的目的。

挖掘就是找到合适的哈希值,消耗的计算、内存、电力等能量就是工作量。挖掘本质上是一个数学计算过程,一个“难度值”变量不断变化,以保证BTC网络在10分钟内产出一个区块。难度可以调整。

上面一段可以解释过去为什么会有那么多假币,因为只要稍微改变一下POW参数,就可以诞生一种新的有区块时间的假币,但本质和BTC没什么区别(没有智能合约申请,没有实际占有),然后大肆宣传欺骗小白。

ETH上的智能合约也可以通过只修改部分参数值来发行新币,但没有给出实际应用。先发钱再谈项目,这也是为什么2017年的ICO项目在市场的热度下如雨后春笋,最后却落得一地鸡毛的原因。

POS(股权证明)股权证明机制

纯POS在市场上已经被淘汰,更不用说了。目前都是POS的变种。比较著名的有EOS的DPoS(委托股权证明)授权股权认证机制和Polkadot的NPOS(提名股权证明)提名股权认证机制。是持币人把自己的币质押给节点,节点负责网络的块维护。如果你投的节点的一个区块被纳入最终链,你就可以获得符合投票比例的分红,相当于比特币网络中的区块奖励。

和做商业投资很像。当有人融资做了一件事,你投资了,你按比例赚了一份,你按比例亏了一份(如果你没赚到一份,或者核实错了一份,网络会没收这个节点的货币)。也就是说,在POS中,正确是非常重要的。努力工作,正确做事,才能获得线上奖励。

和另外两个相比,POW就像古代的比武大会。谁的计算能力大,谁就更有可能摸到一个随机值来赢得比赛,获得奖励。POS是文明人的游戏规则。大家合作共赢,共享盛宴。无论投多少票给节点,只要能为网络持续工作,就会得到网络的回报。

总结:POW机制就是做的越多,得到的越多;POS机制就是持有越多,获得越多。

补充:EOS的DPOS只选择21个大节点,获得多少网络奖励由质押币数量决定。波尔卡多特的NPOS有1000个节点,节点的胜负由质押硬币的数量和货币地址分散程度决定。只要是有效节点,无论质押币总数是多少,每个节点都会获得相同数量的点数作为奖励。

这说明DPOS容易引起大规模的联合合作,使得网络集中化,参与竞争,而NPOS则更加分散化,因为这是一种进步,是一个行业发展到让足够多的代币持有者满意的合理但令人惊讶的进步。

当然,无论POW还是POS,最重要的因素还是代币的经济价值。经济价值越高,攻击网络的成本就越高。这里不讨论这个。

功率与位置

1的关系公平性

POW将记账权公平地分配给节点,但容易形成集中计算力,财团抱团,个人难以参与。POS的品种很多,但是Boca的NPOS保证了节点随机分散和组合,比POW更公平。

2、网络性能

比特币和以太坊的拥堵有目共睹,但在区块链逐渐崛起的时代,如果未来需要更多的区块链,如何保证吞吐量和安全性?

(1)吞吐量:

POS系统可以提供比

因为POS共识协议不是建立在浪费一些真实能量消耗的基础上,所以阻塞时间和协议可以发生得更快。这样做的逻辑是:POW所面临的挑战的解决方案是,在确定之前不需要找到一个块,因此创建一个块的开销可以减少到只创建和分发块的开销。

(2)安全性:

POW的安全性依赖于计算能力,POS的安全性主要依赖于令牌的分散持有和绑定。

POS系统的安全性是由绑定资产来保护的,而不是需要大量消耗(流动性机会成本和功耗)的POW。POS的工作原理是选择一组具有已知经济地位的验证者并锁定令牌,以换取被“验证”或参与共识过程的权利。如果他们发现他们执行了错误的程序,他们将受到惩罚:一些或所有锁定的令牌将被销毁。这对不良行为提供了良好的抑制作用。POW没有类似的奖惩机制,只是计算能力(power)成本的损失。

需要掌握51%以上的计算能力才能摧毁POW系统。目前三大矿池加起来的计算能力已经超过51%,但是攻击从来没有发生过。只要有51%的攻击,比特币网络这块金字招牌的“可信度”就会消失,币价就会跳水。这对靠挖矿挣钱的矿工来说不划算,何必自砸。也就是说,攻击的成本很可能会高于诚实挖矿,所以大家都选择不攻击,这是一个博弈问题。(其实高于30%就可以发动攻击,但高于51%就一定会成功)。

传统POS链的共识要求超过2/3的验证者组同意发生在层1上的所有交易:作为链状态机的一部分的所有逻辑都应该被批准。也就是大家需要核实网络的所有信息。然而,基于从异步网络接收的不同信息,验证者可能对系统有不同的看法。这使得人们很难就供应链的最新状态达成一致。

表示POS的吞吐量更高,更节能,创建一个块的时间成本和网络资源成本更低。但是POS需要全网三分之二的验证者达成共识才能确定网络的最新状态。验证者可能从异步网络接收到不同的信息,对系统的最新状态有不同的看法,这将导致难以确认网络的最新状态。

这也是Boca极端碎片化架构设计的考虑因素之一:不需要每个节点参与者验证每一个事务,只需要每个节点参与检查部分事务即可。每个节点参与者检查一些事务子集,这样拜占庭就有足够的冗余,任何恶意参与者都无法潜入无效事务。至少,这些交易在不被发现和切割的情况下是无法恢复的,也就是说,那些交易在恢复的时候会被发现并受到惩罚。

另外,很多人喜欢拿以太坊和Poca比较。从技术上来说,Poca是更新的一代,自然更先进。但是客观的看以太坊,它刚创立的时候就想用POS共识。但当时的POS共识还没有现在这么成熟,POW可靠性高,所以选择了后者。后者正是因为其对发钱时间的限制,网上转账更可靠,可以减少恶意交易。这和用POW算法消除垃圾邮件是一个道理。

同时需要注意的是,POW是一个概率共识。可能网络中的两个节点同时碰撞出同一个正确的哈希值。这时就会发生我们所说的硬分叉(概率最终状态判定)。

POS的共识是确定参与验证的节点集。这些节点采用类似PBFT的共识,类似有序轮换。变体博卡卡的NPOS需要超过半数的签名才有效,签名人不能重复。这确保了在每一轮中只有一个节点可以得到正确的块,这是一个确定性的共识。

可以看出,一般POS的安全性比POW低,因为验证者的集合是已知的,而且数量少。与POW需要足够的计算能力进行攻击不同,POS中一定比例的联合验证器节点 那么如何提高POS的安全性呢?

(1)惩罚机制:斜线或寒战;

(2)配合多种算法取长补短:比如将波卡和POS的碎片化结合起来相互协调,利用架构的交互来集中资金保护所有链条:允许一条并行链的主机可以为多条并行链提供完整的安全保障,而不是部分资金保护部分链条,造成资金的低效和浪费;甚至没有必要让所有的参与者检查所有的状态转换。同时,随机选举验证者节点组和GRANDPBABE相结合,保证了网络的整体运行安全。

综上所述,在网络性能方面,POS具有更高的吞吐量,其安全性能需要多种算法的配合。

3。资源利用率

POS算法几乎没有资源消耗,唯一消耗的资源是网络带宽资源。挖矿经历了CPU/GPU/ASIC芯片的一系列迭代,都是为了更高效的挖币。在这个过程中,消耗了大量的电源、计算能力和硬件资源,可以说是资源浪费。但从另一个角度来看,电力开采已经形成了完整产业链:水电站、网络、矿机制造等。但是网络找一个合适的哈希值其实没有其他作用,只是挖币而已。

4。分权

在博卡的NPOS出现之前,POW和POS都会逐渐演变成权力集中的问题。传统POS存在大户互投、互推大节点的现象,普通人参与的机会很少;并且由于没有民主公投等明确的网络问题解决机制,形成了类似于动力矿池开采的价值循环,其安全性并不直接与用户相关,而是通过大节点或矿工等媒介。(不过,我觉得挖矿集中化、专业化是很正常的。天下熙熙皆为利来,天下熙熙皆为利来。只是集权的结果违背了区块链网的初衷)。

综上所述:

POW是靠谁的算力大获得网络奖励的,但算力大不一定能获得,而且会造成资源浪费;虽然电力网速度慢,但它的可靠性更高。

POS通过质押绑定获得奖励。承诺越多,获得越多,没有额外消费。网络安全性相对较弱,但可以通过与其他算法配合来提高。

以上是小白能读懂的POW和POS概念(包括Poka)的详细解释的详细内容。更多关于POW和POS概念的信息,请关注coir.com的其他相关文章!

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