區塊鏈知識分享——POS

POS 機制是什麼?

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PoW 背後的基本概念很簡單:工作端提交已知難於計算但易於驗證的計算結果,而其他任何人都能夠通過驗證這個答案就確信工作端為了求得結果已經完成了量相當大的計算工作。然而 PoW 機制存在明顯的弊端。一方面,PoW 的前提是,節點和算力是均勻分佈的,因為通過 CPU 的計算能力來進行投票,擁有錢包(節點)數和算力值應該是大致匹配的,然而隨著人們將 CPU 挖礦逐漸升級到 GPU、FPGA,直至 ASIC 礦機挖礦,節點數和算力值也漸漸失配。另一方面,PoW太浪費了。比特幣網絡每秒可完成數百萬億次 SHA256 計算,但這些計算除了使惡意攻擊者不能輕易地偽裝成幾百萬個節點和打垮比特幣網絡,並沒有更多實際或科學價值。

當然,相對於允許世界上任何一個人在瞬間就能通過去中心化和半匿名的全球貨幣網絡,給其他人幾乎沒有手續費地轉賬所帶來的巨大好處,它的浪費也許只算是很小的代價。

有鑑於此,人們提出了一些工作量證明的替代者。權益證明(Proof of Stake,PoS)就是其中的一種方法。權益證明要求用戶證明擁有某些數量的貨幣(即對貨幣的權益),點點幣(Peercoin)是首先採用權益證明的貨幣,儘管它依然使用工作量證明挖礦。

1.PoS 的應用

點點幣在 SHA256 的哈希運算的難度方面引入了幣齡的概念,使得難度與交易輸入的幣齡成反比。在點點幣中,幣齡被定義為幣的數量與幣所擁有的天數的乘積,這使得幣齡能夠反映交易時刻用戶所擁有的貨幣數量。

實際上,點點幣的權益證明機制結合了隨機化與幣齡的概念,未使用至少 30 天的幣可以參與競爭下一區塊,越久和越大的幣集有更大的可能去簽名下一區塊。然而,一旦幣的權益被用於簽名一個區塊,則幣齡將清為零,這樣必須等待至少 30 日才能簽署另一區塊。同時,為防止非常老或非常大的權益控制區塊鏈,尋找下一區塊的最大概率在 90 天后達到最大值,這一過程保護了網絡,並隨著時間逐漸生成新的幣而無需消耗大量的計算點點幣的開發者聲稱這將使得惡意攻擊變得困難,因為沒有中心化的挖礦池需求,而且購買半數以上的幣的開銷似乎超過獲得 51%的工作量證明的哈希計算能力。

權益證明必須採用某種方法定義任意區塊鏈中的下一合法區塊,依據賬戶結餘來選擇將導致中心化,例如單個首富成員可能會擁有長久的優勢。為此,人們還設計了其他不同的方法來選擇下一合法區塊。

2.隨機區塊選擇

NXT 幣和黑幣採用隨機方法預測下一合法區塊,使用公式查找與權益大小結合的最小哈希值。由於權益公開,每個節點都可以合理的準確度預計哪個賬戶有權建立區塊。

3.基於權益速度的選擇

瑞迪幣(Reddcoin)引入權益速度證明,即鼓勵錢幣的流動而非囤積。通過給幣齡引入指數衰減函數,使得1幣的幣齡不會超過2幣月。


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