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小白入门丨POW 、POS 、 DPOS的权位之争

区块链看似非常复杂又庞大,但最核心的就是共识。没有共识的区块链是不成立的。什么叫共识呢?就是大家都认可某个规则,某个价值观。

区块链中的共识是需要在整个生态里都认可的,所有的角色不论是生产者、消费者、矿工等都遵循的一个奖惩机制。

今天,我们来分析下共识机制的3大经典代表:POW、POS与DPOS。

小白入门丨POW 、POS 、 DPOS的权位之争配图(1)

POW机制——中本聪的乌托邦

POW(Proof of Work):工作量证明

一句话介绍:干的越多,收的越多。

基本原理

POW是第一代共识机制,比特币的基础。理解起来,很简单,就是“按劳取酬”,你付出多少工作量,就会获得多少报酬(比特币等加密货币)。在网络世界里,这里的劳动就是你为网络提供的计算服务(算力x时长),提供这种服务的过程就是“挖矿”。

那么“报酬”怎么分配呢?假如是真的矿藏,显然在均匀分布的前提下,人们“挖矿”所得的比重与各自提供的算力成正比,通俗一点就是,能力越强获得越多。

POW优点

1.POW模式下,人人都可参与没有进入门槛

假如我们用投票选举的行为来理解共识机制的话,POW代表的就是在比特币网络上人人都有投票的权利。当然随着ASCI芯片的面世,意味着投票人口(算力)的迅速膨胀,原本个体手中的票(算力)会被稀释。

2.POW模式,意味着人人权利平等

算力君还是按照投票选举的机制来理解。在pow模式下,每一个单位算力(投票)的机会(权重)都是相等的。在哈希碰撞法则下,每一次碰撞的概率都是一样的,保证了机会的均等性。

3.POW模式下,意味着少数服从多数的意志

pow遵循的是最长链原则,当出现分叉时,根据全体参与者(算力)的选择,主网会默认人数最多的一边作为主链而摒弃其他的分叉区块。这就是意味着在比特币的主网上面,少数人永远服从于多数人的共识。

中本聪选择pow共识意图是:通过代码搭建一套人人参与、权利均等、少数服从多数的制度,真正意义上实现他对于乌托邦社会的最高追求。

POW缺点

1. POW机制成本惊人,消耗巨大。

以太坊创始人V神曾一言道破POW机制最大的弊端就是成本太高,对于能源的消耗太大,比特币每年动则要消耗掉数十亿美元的机器及能源成本,才能保证其安全运转。这是因为比特币的头部效应凝聚了整个行业最多的共识,此外没有任何一个项目禁得起这样的消耗。

2. pow机制在运营过程中算力会自然趋于集中,有中心化的嫌疑。

BCH的全网算力一直不低,因为其背靠着矿机大厂。但是社区一直质疑其算力集中,变成某个利益小团体的私有领地。就连比特币的poW机制算力也在不断集中,目前大矿场,矿池的算力占全网算力远远超过一半,存在算力被操控的风险。

3. pow天然受到区块链不可能三角的限制,效率成为其最大的制约。

Pow的进程是直线性,要求全网算力先确认完A区块链才能进行B区块的工作,无法多线程同时处理链上数据,在确保足够安全性及去中心化的情况下牺牲了效率的特性。

目前比特币每十分钟才能出一个块,每天链上有几万笔交易排队等待着被确认,在效率上远远无法满足为一种货币的在交易中的实时性。

小白入门丨POW 、POS 、 DPOS的权位之争配图(2)

其在去年曾经被黑客成功发动“双花攻击”,pow共识在其身上被彻底打破,也使人们对pow共识的安全性第一次产生怀疑。

以太坊(ETH)目前也是处于pow共识的状态,但是在其开发之初就规划了共识转变的路径,慢慢由pow-pow与pos共存-完全的pos的转变,以太坊将共识转变的过程分为Frontier(前沿)、Homestead(家园)、Metropolis(大都会)、Serenity(宁静)等四大阶段,处于从家园向宁静转变的过程。

POS机制—以太坊的救赎

POS(proof of stake):权益证明

一句话介绍:持币就是挖矿,持有越多,获得越多。

基础原理

POS的原理类似于现实世界中的股份制,拥有股份越多,话语权就越强,获得记账机会的概率就越大。其安全性来自于抵押经济的价值,理论上 Staking 的数量越高收益越高。

POS优点

1.在一定程度上缩短了共识达成的时间。

2.不再需要大量消耗能源挖矿。

3.POS效率比POW高

POS缺点

1.需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点。

2.所有的确认都只是一个概率上的表达,而不是一个确定性的事情,理论上有可能存在其他攻击影响。

例如,以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉,而ETC由此事件出现,事实上证明了此次硬分叉的失败。

3.极端的情况下会带来中心化的结果。

POS机制由股东自己保证安全,工作原理是利益捆绑。在这个模式下,不持有POS的人无法对 POS构成威胁。POS的安全取决于持有者,和其他任何因素无关。在POS机制里,拥有币和币龄越高的节点拥有着越高产生新区块的权力。简单来说,就是你拥有越多的币,并且你拥有的币的币龄越久,就有可能获得记账权的概率越大。

小白入门丨POW 、POS 、 DPOS的权位之争配图(3)

POS虽然解决了POW的能耗的问题,但全节点确认会让区块确认的效率提不起来,且时间越长,也越容易产生马太效应,即持有币越多的人会获得更多的币奖励,从而加大贫富差距,最终产生超过50%的中心化节点,被动演化为非预期的中心化的结果。

DPOS—衍生EOS超级节点

DPOS(Delegated Proof of Stake): 代理权益证明

一句话介绍:DPOS是POS的升级版,他们的原理相同,只是多了一些“人大代表”。

工作原理:

EOS想必大家都有所耳闻,EOS的共识机制就是用DPOS委托权益证明。DPOS与POS其实差别不大,只是DPOS选择了一些节点代表来参与以后的交易验证和记账。我们可以把它想象成是“人民代表大会”,社区选择少数可以代表的人,这些人代表整个社区去做投票记账的事。

DPOS优点

1.大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。

2.更加去中心化

3.拥有更高的处理效率

DPOS缺点

1.整个共识机制还是依赖于token,很多商业应用是不需要token存在的。

2.去中心化程度不如POW。代理记账节点选举过程中存在巨大的人为操作空间。

比如EOS来说,就21个超级节点,那么这个区块链网络已经不是真正意义上的“去中心化”了,反而变成了“弱中心”或者说“部分去中心化”。

小白入门丨POW 、POS 、 DPOS的权位之争配图(4)

共识机制的发展看似是一种有规则的计算机编码,但实际上它也代表了一种新的数字世界的经济秩序,随着区块链技术正在接入各行各业,相信共识机制在未来还会有更多更有创造性的迭代。

本文来源:陀螺财经 文章作者:必本搜索
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