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  • 什么是权益质押?

    您可以将权益质押视为一种资源消耗量较低的挖矿替代方案。这种方案涉及将所持资金放入加密货币钱包,为区块链网络的安全性和运营提供支持。简单来说,权益质押是锁定加密货币来获取奖励的行为。

    在大多数情况下,您可以直接从加密货币钱包(例如 Trust Wallet)中质押您的代币。另一方面,许多交易平台为用户提供权益质押服务。币安权益质押可让您以极为简单的方式赚取奖励,只需将您所持有的代币放到交易平台即可。我们后续会做详细介绍。

    要深入了解权益质押是什么,您需要先了解权益证明 (PoS) 的运作方式。权益证明是一种共识机制,可让区块链以更节能的方式运行,同时维持相当大程度的去中心化(至少理论上如此)。我们来深入研究权益证明是什么,以及权益质押如何运作。

    什么是权益证明 (PoS)?

    如果您清楚比特币的运作方式,可能就会熟悉工作量证明 (PoW)。可通过该机制将交易收集到区块中。然后,这些区块会链接在一起,来创建区块链。具体来说,矿工们会争相解出复杂的数学难题,谁先解出难题,谁就有权将下一个区块添加到区块链。

    事实证明,工作量证明是一种非常强大的机制,可以去中心化的方式促进达成共识。问题在于,这种机制涉及到大量的任意计算。矿工们争相解出的难题只是为了维护网络安全,别无其他目的。有人可能会争辩说,从其本身来看,这种过度计算也是无可非议的。此时,您可能在想:有没有其他方法可以保持去中心化共识,却无需较高的计算成本?

    不妨看看权益证明。主要理念是参与者可以锁定代币(他们的“质押权益”),在特定时间间隔内,协议会随机分配权利给其中一个人,以供验证下一个区块。通常,被选中的概率与代币数量成正比:锁定的代币越多,机会就越大。

    这样一来,决定哪些参与者创建区块的因素并不像使用工作量证明那样,是以他们解决哈希挑战的能力为基准,而是取决于他们持有的权益质押代币数量。

    一些人可能会争辩,通过权益质押来生产区块能够提高区块链的可扩展性。这是以太坊网络拟在一组统称为 ETH 2.0 的技术升级中从工作量证明迁移到权益证明的原因之一。

    谁创建了权益证明?

    早期亮相的其中一种权益证明可能当数 Sunny King 和 Scott Nadal 在其 2012 年发表的论文中提到的 Peercoin。他们将其描述为“衍生自中本聪比特币的点对点加密货币设计。

    Peercoin 网络通过混合 PoW/PoS 机制启动,其中,工作量证明主要用于铸造初始供应代币。但对于网络的长期可持续性来说,这种机制并非必需,其重要性也逐渐降低。事实上,大部分网络的安全性都依赖于权益证明。

    什么是委托权益证明 (DPoS)?

    该机制的替代版本由 Daniel Larimer 于 2014 年开发,称为委托权益证明 (DPoS) 。这种机制最初用作 BitShares 区块链的一部分,但不久之后,其他网络也采用了这种模型,其中包括 Steem 和 EOS,同样由 Larimer 创建。

    用户可通过 DPoS 以投票形式投入其代币余额,其中,投票权与持有的代币数量成正比。随后会使用这些投票来选举代表选民管理区块链的代表,确保实现安全性,并达成共识。通常,权益质押奖励会分配给这些当选的代表们,他们随后会根据选民们所做的个人贡献,按比例将这些奖励分配给选民们。

    DPoS 模型允许使用较少的验证节点数量来实现共识。因此,该模型倾向于提高网络性能。从另一方面来说,它也可能导致较低程度的去中心化,因为网络依赖于一小组特定的验证节点。这些验证节点会处理区块链的运作和全面治理。它们会参与达成共识和定义关键治理参数的过程。

    简而言之,DPoS 可让用户通过网络的其他参与者来展现他们的影响力。

    权益质押如何运作?

    正如我们之前所探讨,工作量证明区块链依靠挖矿来向区块链添加新区块。相比之下,权益证明链通过权益质押过程来生产和验证新区块。权益质押涉及到锁定某些验证者的代币,以便协议可在特定时间间隔内随机选择他们来创建一个区块。通常,质押较多数量的参与者更有可能当选为下一个区块验证者。

    这样可在不依赖专用采矿硬件(如专用集成电路)的情况下生产区块。虽然专用集成电路挖矿需要对硬件投入大量资金,但权益质押需要对加密货币本身进行直接投资。因此,权益证明验证者不是通过计算工作来竞争下一个区块,而是根据他们所质押的代币数量来进行选择。“质押权益”(持有的代币)是激励验证者维护网络安全性的因素。如果他们不这样做,其所质押的全部代币可能面临风险

    每个权益证明区块链都有特定的权益质押货币,一些网络采用双代币系统,会以第二种代币来支付奖励。

    从非常实用的层面来看,权益质押只是指将资金放在合适的钱包中。基本而言,这样一来,任何人都可以执行各种网络功能,来换取权益质押奖励。这也包括向质押池中添加资金,我们很快就会讲到这个。

    权益质押奖励如何计算?

    三言两语讲不清楚这个问题。每个区块链网络都可能使用不同方式来计算权益质押奖励。

    有些会按区块逐一调整,综合考虑多种不同的因素。这可能包括:

    验证者所质押的代币数量

    验证者主动进行权益质押的时长

    质押到网络上的代币总数

    通货膨胀率

    其他因素

    对于其他某些网络,权益质押奖励会确定为固定百分比。这些奖励会分配给验证者,作为对通货膨胀的某种补偿。通货膨胀促进用户消费他们的代币,而非长期持有,这可能会提高其作为加密货币的使用率。但验证者可通过这个模型准确计算出他们能够预期的权益质押奖励。

    提供具有可预测性的奖励计划,而非获得区块奖励的概率,可能看起来对一些人利好。由于这属于公开信息,可能会激励更多参与者参与权益质押。

    什么是质押池?

    质押池是一组代币持有者聚合他们的资源,来提高其验证区块并获得奖励的机会。他们会将各自的质押能力汇聚起来,根据他们对矿池的贡献按比例分享奖励。

    设立和维护质押池往往需要投入大量时间和专业知识。在准入门槛(技术或财务)相对较高的网络上,质押池往往是最有效率的。因此,许多矿池提供者会从分配给参与者的权益质押奖励中收取手续费。

    除此之外,矿池还可为个人质押者带来更大的灵活性。通常,质押权益必须锁定一段固定的时间,协议通常会设置提现或解除绑定的时间。此外,几乎可以肯定的是,为了抑制恶意行为,需要有殷实的最低余额。

    大多数质押池所需的最低余额较小,并不会增加额外的提现时间。因此,加入质押池而非单独进行权益质押可能是新用户的理想之选。

    什么是冷权益质押?

    冷权益质押是指在未连接互联网的钱包上进行权益质押的过程。这可以通过硬件钱包来完成,但也可使用气隙软件钱包来实现。

    用户可通过支持冷权益质押的网络在安全地离线持有资金时进行质押。值得注意的是,如果利益相关者将其代币从冷存储中取出,他们将停止获得奖励。

    对于希望在支持网络的同时确保最大限度保护自身资金的大型利益相关者而言,冷权益质押尤其有用。

  • 混合PoW/PoS共识机制详解

    区块链的共识机制用于确保参与者之间就区块链的当前状态达成一致。共识机制决定了哪些节点能够添加新的交易区块,其主要目标之一是确保区块链不被重写。

    工作量证明共识(POW)

    具有工作量证明共识的区块链(如比特币)只能由矿工创建,他们通过部署硬件,以及计算如何有效地解决某个特定的数学问题。每次矿工完成有效猜测时,区块链网络就可以接受他们所构建的区块。虽然矿工可以选择任一条链进行计算,但网络只接受具有最多工作量证明(即哈希或计算最多)的链作为合法链。这意味着矿工被激励在最长的链上进行挖矿,当他们发现有效的新区块时,他们将尝试找到如何在新区块上构建的解决方案。

    重写区块链的难度在于它作为记录金融交易的账本。当区块中出现将资金发送到钱包的交易时,并且在该区块之上已经构建出了其他区块(已确认),区块(交易)将不可能被重写。

    如果某个实体控制了足够多的哈希算力来攻击“真实链”,它可以通过重新构建“旧”区块从而取代最新的区块,实现对区块链的重写(或重构)。以下是此类攻击的简要说明,也称为51%攻击:

    攻击者首先向交易所进行充值,该交易记录在区块X中,然后攻击者开始独自构建另一条并行链(不向网络广播该区块)。而当达到充值交易所需的确认数量后,攻击者会将该代币兑换成其他货币,并从交易所中提取。当提现交易完成后,攻击者会发布独自构建的并行链,并且如果该区块链具有比原始链更多的PoW(区块),则网络将接受它作为合法链,而原始区块链(包含攻击者充值交易的)将成为历史版本而消失。之后,攻击者就可以再次自由地使用这些代币。

    由于矿工是唯一可以在PoW类加密货币中直接向区块链中添加区块的实体,这使他们在治理中发挥了重要作用。如区块链网络中需要针对共识规则进行修改,就必须得到大多数哈希算例的支持。“软分叉”需要足够的矿工去重新识别新的共识规则,以便用户可以进行交易并期望他们的交易得到正确处理,并将交易数据打包在区块中。“硬分叉”则将原有区块链网络分成两部分,并且大多数矿工接受的“工作量PoW的链是正确的链”,矿工们将有权决定哪一条链被视为合法的。

    权益证明共识(POS)

    权益证明共识是另一种决定哪些矿工可以添加新的区块并验证区块链当前状态的方法。通过权益证明,而不是矿工竞争解决问题,根据钱包中的代币数量(或“权益”)的多少,通过某种机制确定下一个区块生产者。该共识过程所以来的原则是,相信那些拥有最多利益的人将为整个网络做出负责合理的决策。

    权益共识的证明消除了对能源密集型挖矿活动的需求,但缺乏显著的能源支出却又造成了另一个问题,有时被称为“无关紧要。”以分叉举例来说,伪造的POS(“锻造”通常是被用来代替“挖矿”)会分别在两条链上开采,因为额外创建另一条链的成本很少,所以他们可以同时在两条链上获得收益。这对于区块链网络来说是个问题,因为共识机制的目的是只承认有一条合法的链,且仅认可合法链的状态。

    权益证明在代币分配方面还存在其他一些问题。PoW矿工的成本很高(硬件,电力),并且通常需要出售他们挖到的大部分代币以满足这些成本。因此,许多开采的硬币可以在市场上购买,而不会被矿工所囤积。而权益证明的伪造成本却非常低,他们不需要为了维持网络运营而售出他们获得的代币。参与权益证明的大额股权持有人倾向于增加他们流通中的代币份额,因为他们从网络用户那里收取大量奖励和交易费用。这被比作封建主义,即网络由大额代币持有者所拥有和操纵,并且用户使用过程中还需要向他们支付手续费。在POS中,通常会设置一些限制条件,使普通用户不能直接参与到权益证明共识中。

    混合PoW/PoS

    混合工作量证明、权益证明系统的目标是结合二者优势,并平衡彼此的弱点。Decred是为数不多的混合使用PoW和PoS共识机制的加密货币,并将它们整合产生了多因素和混合的共识机制。

    在某些意义上,“Masternode coin”也是混合机制,因为它们具有可识别的工作量证明组件,执行着与比特币类似的角色,属于特殊节点的附加角色。这些特殊节点通常也持有一定数量的代币作为抵押,以证明他们可以信任且符合网络的最佳利益,这类似于权益证明机制。Dash是原始的主节点代币,并将此模型称为服务证明。本文重点介绍具有混合权益证明的组件,所以不会讨论虑主节点代币或服务证明的代币范围。

    Decred的PoW组件与其他基于PoW的项目类似,并使用Blake-256哈希函数。Decred的PoS组件以及它如何构建区块链的方式非常独特,值得进一步解释。

    要参与到Decred的权益证明中,持有人必须锁定他们的DCR并购买“票证”。个人票证的价格由类似市场的机制设定,系统的目标是获得一定数量的票证(40,960) – 如果超过了目标数量,则价格会上涨,如果未到达数量价格则下降。当用户购买票证时,他们使用的DCR将被锁定(即,他们不能花费),锁定期会持续到他们的票证被伪随机函数调用完成投票,或在大约142天后到期。这为PoS机制带来了机会成本,通过这种方式能够确保PoS选民在游戏中得到公平且能够遵循网络的最佳利益。

    PoS参与者(也称为选民或利益相关者)可以扮演三个不同的角色:拒绝投票、对共识规则的变更进行投票,以及使用Politeia定级系统对项目级别管理进行表决。第一种角色“拒绝投票”,是PoS选民最直接参与维持共识的方式。

    在区块中投票

    当PoW矿工找到有效的区块时,他们会在网络上进行广播,为了使该区块被认为是有效的,该区块中必须具有随机选择的5个投票中的至少3票。PoS选民需保持钱包开放,并需要在他们的选票被调用时,进行回复(或者让投票服务提供商代表他们)。当某个POS票证被调用进行投票和响应时,其所有者将收到奖励。

    当票证被调用时,他们对前一个区块的常规交易进行表决,选择接受或拒绝。在获得至少3票之前,网络上的节点将不会认为新区块是有效的。如果大多数票证都拒绝投票给前一个区块中的交易,那么它们将返回给mempool。这些常规交易包括PoW矿工的奖励,但不包括PoS选民的奖励。

    因此,PoS选民有权在不影响自己收益的前提下剥夺矿工的奖励。这限制了PoW矿工的权力,防止他们对网络共识规则的篡改,这些规则须由利益相关方投票决定。实际上,当检测到恶意或低效行为时,PoS选民可以通过采用投票“否决”这些恶意的矿工行为,通过这种方式,防止恶意PoW矿工篡改交易和获得非法奖励。

    这种PoS验证层可显著提升网络的安全性,并防御多数的攻击。大多数双重支付攻击的常用方法是通过私自隐匿的挖矿来取代现有链,从而重写区块链,然后在一段时间后发布它并致使“旧”链中的交易无效(即,他们可进行双重支付)。由于Decred区块要求随机选择票证的输入,该方式被认为是有效的,并且在收到该输入之前不能由PoW矿工建立区块,PoW矿工不可能秘密的进行挖矿,除非他们也同时控制了大部分票证(相见如下文章)。

    混合PoW/PoS机制的设计能够显著增加网络攻击的成本,因为攻击者必须同时规避两个独立的系统。尤其是在PoS组件被配置为仅能缓慢的获取票证。每个区块仅可购买有限数量的票证,购买大量的票证会导致价格的急剧上涨。此外,一旦需要购买票证,用于购买它们的资金将是被锁定,这种方式会锁定攻击者的用于攻击的资金,使其面临贬值的风险。

    使随机选择的利益相关者对每个区块进行投票,意味着区块链必须与所有参与者挖矿的节点共享,从而增强网络的安全性。 Decred的混合机制旨在为利益相关方提供超越PoW矿工的权力。

    共识修改投票

    Decred在一开始就决定让PoS利益相关者成为区块链治理中的主导决策力量。修改或写入共识规则需要批准升级程序,通过该程序,只有通过投票后才能对网络共识规则进行修改。而且只有在至少75%的投票同意后才能进行更改。如果有一定比例的矿工(95%)和选民(75%)正在运行升级软件并对规则进行潜在的更改,该过程就会开始执行。如果修改提案在4周的投票期后获得了超过75%的支持,则被接受,否则会被拒绝,如果投票数量不足,则重新开始投票。如果提案被接受,那么共识机制的修改将在一个月后激活。

    项目管理:Politeia

    Decred的区块奖励分为PoW矿工奖励(60%),PoS选民奖励(30%)和Treasury(10%),用于资助开发该项目的开源软件贡献者。票证持有人有权投票决定该部分资金应该如何使用、应该添加哪些功能,并通过Politeia平台决策。

    总结思想

    由于PoS选民可以获得30%的区块奖励,他们无法仅通过持有现有权益而维持他们在DCR流通中的相对份额。大多数新的DCR都是PoW矿工挖矿获得的,从而减轻他们在PoS系统中“无关紧要”的问题,也发挥了他们在保护网络方面的作用。矿工通必须出售他们收到的大部分奖励以维持他们的运营成本,因此该方式能够确保市场上的DCR供应需求合理。

    Decred区块链呈现了独特的架构模式,也是混合PoW/PoS系统最知名的例子之一。与PoS共识机制在分组中发生的重大变化一样,未来通过混合PoW/PoS机制部署的项目也是独特的,并且不一定遵循现有的Decred框架。

  • 权益证明(PoS)

    权益证明是工作量证明的热门替代方案。验证者不需要计算能力来验证交易,而是必须质押代币,这就极大地减少了所需的能源消耗。权益证明还提高了去中心化、安全性和可扩展性。

    不过,如果无法使用加密货币,就很难接触到权益证明。如果选择市值较低的区块链,也很容易发生51%的攻击。由于权益证明具有高度的通用性,它也有多样的变化,适用于不同的区块链和用例。

    导语

    权益证明是目前区块链网络最受欢迎的选择。但正因为有如此多的变化,要理解其核心概念可能很困难。如今您不太可能看到它的原始形态。然而,各种权益证明都具有相同的核心概念。了解这些相似之处将有助于您更好地选择所使用的区块链以及它们的运作方式。

    何谓权益证明?

    权益证明共识算法于2011年通过Bitcointalk论坛推出,旨在解决工作量证明所存在的问题。尽管这两种算法的目标一致,都是为了达成区块链共识,但实现目标的过程大不相同。参与者不需要提供需要密集计算的证明,而只需要证明他们已经质押代币。

    权益证明如何运作?

    权益证明算法利用伪随机选举方式,从一组节点中选择验证者。这个系统综合考量多种因素,包括质押年龄(一个随机化元素)和节点财富。

    在权益证明系统中,区块是“锻造”而非挖矿而来。不过,您偶尔还是可能会听到“挖矿”这个字眼。大多数权益证明加密货币在推出时均供应“预锻造”代币,以便立即启动节点。

    参与锻造过程的用户必须将一定数量的代币锁定到网络中,作为他们的权益而存在。权益的大小决定了选择一个节点作为下一个验证者的机会,权益越大,机会越大。为确保该过程不仅仅偏向网络中最富有的节点,这个选择过程添加了很多特殊的方式。最常用的两种方法是“随机区块选择(Randomized Block Selection)”和“币龄选择(Coin Age Selection)”。

    随机区块选择

    在随机区块选择方法中,验证者的挑选是通过寻找具有最低哈希值和最高权益组合的节点来确定的。由于权益的大小是公开的,其他节点通常可以预测下一个锻造者。

    币龄选择

    币龄选择方法则根据代币的质押时长选择节点。代币作为权益持有的天数乘以质押的代币数量,即可算出币龄。

    当一个节点锻造了一个区块,其币龄就会重置为零,并且必须等待一段时间才能锻造另一区块,这有助于防止权益量大的节点主宰区块链。

    验证交易

    每种使用权益证明算法的加密货币都会为网络和用户提供自认为最好的规则和方法组合。

    如果一个节点被选中来锻造下一个区块,它将检查这个区块中的交易是否有效。随后,它会为区块签名并将其添加至区块链。这个节点会从区块中收到交易手续费作为奖励,在某些区块链中还会收到代币奖励。

    如果一个节点不想当锻造者了,网络会验证这个节点有没有向区块链中添加虚假区块,假如验证无误,那将么在一段时间后放行该节点的权益和已赚取的奖励。

    哪些区块链使用权益证明?

    以太坊之后的大多数区块链都使用权益证明共识机制。通常情况下,这些机制都要进行改良以适应网络的需要。我们将在本文的稍后介绍这些变化。以太坊本身目前正通过以太坊2.0转向权益证明。

    使用权益证明或其相关型态的区块链网络包括:

    1. BNB链

    2. BNB智能链

    3. Solana

    4. Avalanche

    6. Polkadot

    权益证明的优点

    相较于工作量证明,权益证明有着明显的优点。正因为如此,新的区块链几乎总是使用权益证明。它的优点包括:

    适应性

    随着用户需求和区块链变化,权益证明也会发生变化。从大量的调试应用中,我们都可以清楚地看到这一点。这个机制是通用的,可轻松适应大多数区块链用例。

    去中心化

    大量用户被鼓励运行节点,因为这种方法更为经济实惠。这种激励和随机化过程提升了网络的去中心化水平。虽然存在质押池,个人基于权益证明机制成功锻造区块的机率要高得多。总体而言,这减少了对质押池的需求。

    能源效率

    与工作量证明相比,权益证明的能源效率非常之高。参与的成本取决于质押代币的经济成本,而非解决难题的计算成本。这种机制导致运行共识机制所需的能源大大减少。

    可扩展性

    由于权益证明不依赖物理机器来产生共识,因此更具有可扩展性。它不需要巨大的矿场,也不需要大量采购能源。在网络中添加更多验证者的成本更低、更简单、更容易实现。

    安全性

    权益充当了验证者的经济激励因素,使其不会处理虚假交易。若网络检测到虚假交易,验证者将失去部分权益和未来参与活动的权利。因此,只要权益高于奖励,验证者若企图造假,反而会失去比所获得奖励更多的代币。

    要达到有效控制网络并批准虚假交易的目的,节点必须拥有网络的多数股权,这也称为51%攻击。根据加密货币的价值,要获得网络控制权,就需要获得51%的循环供应量,这几乎不可能实现。

    然而,这也可能成为一个缺点,我们将在下文中解释。

    权益证明的缺点

    尽管与工作量证明相比,权益证明有着诸多优点,但它仍然有一些缺点:

    分叉

    使用标准的权益证明机制并不会遏制开采分叉的两侧。使用工作量证明时,开采两侧会导致能源浪费。有了权益证明,成本会显著降低,这意味着人们可以在分叉的两侧“下注” 。

    辅助功能

    要开始质押,您需要一个区块链的原生代币供应。这需要你通过交易平台或其他方式购买代币。根据所需的数量,您可能需要大量投资才能有效开始质押。

    借助工作量证明,您可以买到便宜的挖矿设备,甚至可以租用。这样一来,您就可以加入矿池,快速开始验证和赚取收益。

    51%攻击

    虽然工作量证明也容易遭受51%攻击,但使用权益证明显然更加容易。如果代币的价格崩溃或区块链的市值很低,从理论上而言,购买50%以上的代币并控制网络的成本可能更低。

    工作量证明与权益证明对比

    如果我们比较这两种共识机制,就会发现一些关键的不同点。

     工作量证明(PoW)权益证明(PoS)
    所需设备挖矿设备最小数量或为零
    能源消耗
    趋向中心化去中心化
    验证方法计算证明代币质押

    然而,不同区块链有着各种各样的权益证明机制。很多差异取决于所用的确切机制。

    基于权益证明的其他共识机制

    权益证明具有高度适应性。开发人员可调整确切的机制,以适应区块链的具体用例。以下是几种最常见的机制

    委托权益证明(DPoS)

    委托权益证明让用户无需成为验证者即可质押代币。在这种情况下,他们可以跟着验证者质押,以分享区块奖励。可能的验证者背后的委托人越多,选择的机会就越大。验证者通常可以更改与委托人分享的数额,作为奖励。验证者的声誉也是委托人做出选择的重要因素。

    提名权益证明(NPoS)

    提名权益证明是由Polkadot开发的一种共识模式。它与委托权益证明有着许多相似之处,但有一个关键的区别。如果提名人(委托人)跟随恶意验证者质押,他们也可能失去质押权益。

    提名人最多可选择16个验证者,跟着他们进行权益质押。随后,网络将在所选验证者后面平均分配其质押权益。Polkadot还使用博弈论和选举理论中的几种方法,来决定由谁来锻造新区块。

    权威权益证明(PoSA)

    ChainEpic币(BNB)智能链使用权威权益证明来产生网络共识。这种共识机制将权威证明和权益证明合而为一,让验证者轮流锻造区块。根据验证者所质押的或在其背后委托的ChainEpic币(BNB)金额,选出一组21个符合参与资格的活跃验证者。这个集合可每天确定,ChainEpic币(BNB)链会存储选择内容。

    结论

    自比特币以来,我们向网络添加交易区块的方式已经发生了重大变化。我们现在不再需要依靠计算能力来生成加密货币共识。权益证明系统具有诸多优点,历史也已经证明权益证明行之有效。随着时间的推移,比特币似乎是硕果仅存的几个工作量证明网络之一。就目前而言,权益证明似乎还会继续存在。

  • 委托权益证明

    相较于之前的权益证明(PoS)机制,委托权益证明(DPoS) 共识算法被许多人认为是更有效和民主的版本。

    由于工作量证明(PoW)在设计上需要许多外部资源,于是权益证明和委托权益证明都被用作工作量证明共识算法的替代方案。工作量证明算法利用大量的计算来确保一个不可更更改,透明和去中心化的分布式账本。而权益证明和委托权益证明却不需要如此多的资源,并且在设计上更具可持续性和环保性。要想了解委托权益证明的工作原理,首先必须掌握一些工作量证明和权益证明的基本知识。

    工作量证明 (PoW)

    大多数数字货币系统运行在名为区块链的分布式账本之上,而工作量证明是第一个被使用的共识算法。它是构成比特币协议的核心,负责生成新区块并保障网络的安全(通过挖矿)。比特币可替代中心化且低效的全球传统货币体系。工作量证明引入了一种可行的共识协议,使得汇款不再需要通过一个中心化的机构来进行。它提供了一个基于点对点网络的去中心化支付系统,并免去了中间商的参与,大大降低了交易成本。

    工作量证明系统由采矿节点和其他种类的节点共同维护,它利用特殊的硬件(ASIC矿机)来尝试解决复杂的加密问题,平均每十分钟开采出一个新区块。矿工只有在找到了该区块的解之后才能在区块链中添加新区块。换句话说,矿工只有在完成了一个工作量证明之后才能这么做,而工作量证明又用新开采的数字货币和此区块的所有交易费奖励矿工。然而,这需要极高的成本,因为它要用到大量的能源,并要进行多次失败的尝试。此外,ASIC硬件也十分昂贵。

    除了维护的系统的消耗之外,还有一些问题一直困扰着工作量证明系统 – 特别是在可扩展性方面(每秒交易量非常有限)。尽管如此,工作量证明的区块链仍被认为是最安全可靠的,且是容错的标准解决方案。

    权益证明 (PoS)

    权益证明共识算法是工作量证明最常见的替代方案。权益证明旨在解决低效率和一些工作量证明区块链出现的新问题。它着眼于工作量证明挖矿的成本(功耗和硬件)。基本上来说,权益证明用确定性的方式保证了区块链的安全。在这些系统中没有了挖矿,新区块的验证取决于作为股份的币的数量。一个人持有的币越多,那么被选为区块验证者(也叫做铸币者或锻造者)的概率就越高。

    工作量证明依赖于外部投资(功耗和硬件),而权益证明用内部投资(数字货币本身)巩固了区块链的安全性。

    此外,权益证明系统使攻击区块链的成本更高,因为成功的攻击需要拥有至少现有总货币的51%的数量。而失败的攻击将导致巨大的经济损失。尽管权益证明有着令人信服的优势和很大的上升空间,但这个系统仍处于早期阶段,尚未在更大的规模上进行测试。

    委托权益证明(DPoS)

    委托权益证明(DPoS)共识算法由Daniel Larimer(BM) 在2014年提出。例如:Bitshares,Steem,Ark和Lisk都是使用委托权益证明共识算法的数字货币项目。

    委托权益证明区块链具有投票系统,利益相关者将他们的工作交付给第三方。换句话说,他们可以投票选出几个代表代替他们保护网络。代表们也被称为见证人,他们需要在产生和验证新区块的过程中达成共识。投票权与每个用户持有的币数量成正比。投票系统因项目而异,但总的来说,每位代表在投票时都会提出个人意见。通常,代表们会收集奖励并按比例分配给各自的投票者们。

    因此,委托权益证明算法创造了一个直接取决于代表们的声誉的投票系统。如果选举的节点行为不当或不能有效工作,它将很快被驱逐并被另一个节点取代。

    在性能方面,与工作量证明和权益证明相比,委托权益证明的区块链更具有可扩展性,每秒能够处理更多的事务(TPS)。

    委托权益证明 VS 权益证明

    虽然权益证明和委托权益证明在股份制的意义上是类似的,但委托权益证明提出了一种新颖的民主投票系统来选出区块生产者。由于委托权益证明的系统由选民维护,所以代表们的行为必须诚实且高效,否则便会被投票出局。此外委托权益证明区块链在每秒事务处理方面往往比权益证明区块链更快。

    委托权益证明 VS 工作量证明

    不同于试图解决工作量证明问题的权益证明,委托权益证明旨在简化区块生成过程。因此,委托权益证明系统能够快速处理大量的链上交易。委托权益证明的使用方式与工作量证明和权益证明不同。由于工作量证明仍然是公认最安全的共识算法,所以大多数金融流动都发生于此。由于权益证明比工作量证明的工作效率更高,所以它具有更多的运用案例。委托权益证明限制了选举区块生产者的过程中股权的使用。与有着竞争体系的工作量证明系统不同,委托权益证明的实际区块生成是预定的。每个见证人都会轮流生产区块。有人认为委托权益证明应被视为一种权威证明系统。

    结论

    委托权益证明与工作量证明甚至权益证明有很大不同。它并入利益相关者的投票机制,从而激励并选出诚实且高效的代表(或证人)。但是,实际的区块生产过程与权益证明系统完全不同,并且在大多数情况下,在每秒事务处理方面表现出更高的性能。