PoW 与 PoS – 工作量证明与权益证明之间的区别

工作量证明(PoW)和权益证明(PoS)之间的主要区别

  • PoW 或工作量证明是一种特殊协议,旨在阻止 DDoS 等网络攻击,而权益证明(PoS)是一种用于验证区块链上交易的共识机制。
  • PoW 是最初的加密共识机制,早在 PoS 之前就已出现,而 PoS 则源自 PoW,但进行了一些改进。
  • 比较 PoW 和 PoS,PoW 需要强大且最新的挖矿硬件,而 PoS 需要服务器级的单元进行高效处理。

PoW和PoS之间的区别
工作量证明 (PoW) 与股权证明 (PoS)

什么是 PoW?

PoW 或工作量证明是一种特殊协议,旨在阻止 DDoS(分布式拒绝服务攻击)等网络攻击,这种攻击可以通过多个虚假请求耗尽计算机资源。它使用无需信任的分布式共识系统。

PoW 实现了去中心化系统,无需中央权威机构即可运行。PoW 共识机制无需第三方即可验证交易。PoW 通过证明每个用户都进行了多次计算,使双重支付变得困难。许多其他区块链项目复制了原始 Bitcoin 代码也遵循工作量证明模型。

什么是PoS?

权益证明 (PoS) 是一种共识机制,用于验证区块链上的交易。它的工作原理是允许加密货币所有者质押他们的货币。这让他们有权验证区块链上的新交易区块并将其添加到网络中。

权益证明模型是一种替代共识机制。很少有加密货币遵循这种用权益代替矿工的协议。该算法选择这些权益持有者中的任何一个来发布下一个区块。2012 年,两位名叫 Scott Nadal 和 Sunny King 的开发人员注意到了 PoW 的缺陷,因此创建了 PoS。在 PoS 模型中,有限的可扩展性和需要大量电力都不是问题。

工作量证明(PoW)与权益证明(PoS)

验证的工作 验证的桩号
PoW 或工作量证明是一种特殊协议,旨在阻止 DDoS 等网络攻击(分布式拒绝服务攻击). 权益证明(PoS)是一种用于验证区块链上交易的共识机制。
任何黑客都需要获得超过 50% 的总计算能力才能进行 51% 攻击。 黑客必须拥有同一网络上 50% 以上的所有加密货币,这是不可能的。
挖掘概率取决于所做的计算工作。 新区块的有效性取决于权益的大小。
矿工因解决复杂的加密问题而获得奖励。 验证者不会获得区块奖励。相反,他们只收取网络费用作为奖励。
需要强大且最新的采矿硬件。 需要服务器级的单元才能高效处理。
PoW 是最初的加密共识机制,早在 PoS 之前就已出现。 PoS 源自 PoW,但进行了多项改进。
为了实现更高的可扩展性,交易中的所有节点都参与其中。 整个网络并不参与每笔交易的验证。

什么是放样?

质押资金由验证者留出并存储在智能合约中。这被称为质押过程。拥有更多质押的人可能会被选中来验证交易并创建区块。这样伪造的区块会添加到区块链中。尽管验证的概念相同,但并非所有 pos 币都遵循同一套规则。每个合格的验证者市场参与者都会根据所有权获得奖励。

PoS 如何运作?

PoS 工作

从理论上来说,PoS 是 PoW 机制中解决扩展问题的“理想”解决方案。 Ethereum 2.0 将是 100% 权益证明。因此它将处理其交易、NFT 交易并执行智能合约交易。必须拥有强大的计算机系统和足够大的钱包。这增加了他们获得权益证明奖励的机会。

PoS 模型负责维护区块链内的完整性。它还保证加密货币用户不能在没有赚到钱的情况下铸造货币。

PoS共识机制概念基于以下步骤:

步骤1) 拥有区块链原生代币的用户可以将其全部或部分安全地存储在权益池中。

步骤2) 该算法伪随机地选择下一个验证器。

步骤3) 选定的验证者必须提出一个区块及其中的交易数量。

步骤4) 其他参与者可以批准并验证拟议的交易。

步骤5) 新的区块被添加到区块链中。

步骤6) 选定的验证者将获得交易费。

PoW 如何运作?

PoW 工作
工作量证明如何运作

工作量证明需要昂贵的计算机计算,或者换句话说,就是挖矿的过程。需要进行挖矿才能在区块链上创建无需信任的交易。

步骤1) 交易以区块的形式被编译和捆绑在一起。

步骤2) 然后,矿工会验证每个区块内的交易,检查它们是否合法。

步骤3) 然后,矿工们需要解决一个数学难题,即工作量证明问题,才能继续进行。所有矿工都必须参与竞争。

步骤4) 第一个解决每个区块问题的矿工将获得奖励。

步骤5) 然后将已验证的交易存储在区块链上。

PoW 的优势

工作量证明的一些重要好处/优点是:

  • 工作量证明的发明是为了阻止双重支付尝试。
  • 它是最安全的共识机制之一。
  • 基于PoW的加密货币具有更强的挖矿能力,也更安全。
  • 在典型的 PoW 模型中,挖矿可以获得奖励。
  • 工作量证明是随机的但公平的。

PoS的优点

权益证明的一些重要好处/优点是:

  • PoS 机制可以抵御 51% 的攻击。
  • 权益证明并不需要昂贵的硬件来处理。
  • 交易更快,且相对便宜。
  • 在 PoS 的情况下处理并不会消耗太多能源。
  • 在 PoS 模型中,权益起着财务激励的作用。

PoW 的缺点

工作量证明的一些重要风险/缺点是:

  • 挖矿需要极其强大的硬件。
  • 并不是每个市场参与者都能承受得起。
  • 由于极高的挖矿参与度,能源消耗量超出预期。
  • 大多数矿池由单一实体控制。
  • PoW 模型容易受到 51% 攻击

PoS 的缺点

权益证明的一些重要风险/缺点是:

  • PoS 模型尚未在复杂的区块链上实现。
  • 夺取网络控制权很容易,因为它依赖于资本。
  • PoS 错过了许多 PoW 的好处,例如挖矿奖励。
  • 双重支付等集中式威胁是可执行的。
  • PoS 存在治理问题,这意味着拥有更多代币的用户可以改变网络规则。

工作量证明示例

工作量证明模型已经存在很长时间了,所以让我们来看一些 PoW 的例子。

电子邮件

我们将探讨的第一个例子是带有长篇文本的电子邮件。普通计算机每天可以发送数百万封电子邮件,但执行其他任务和接收大量垃圾邮件会影响其效率并降低处理成本。PoW 通过提供复杂的计算问题来缩短处理周期,从而增强安全性。

密码货币

PoW 最著名的例子之一是加密货币挖矿。PoW 模型确保矿工在网络中拥有直接权力。它还可以防止发生双重支付攻击。矿工有固定收入,因为 PoW 在新区块中包含了足够多的区块头。

DDoS攻击

PoW 的另一个例子是迁移造成不便和中断的 DDoS 攻击。PoW 算法通过获得集体解决方案来解决复杂的数学问题。PoW 有助于以分布式方式解决问题。这样,即使是少数参与者也可以解决复杂问题。

权益证明示例

权益证明 (Proof-of-Stake) 是解决加密问题的所谓更好方法。以下是一些使用比 PoW 更快、更安全的 PoS 模型的加密货币。

特佐斯(Tezos):

Tezos 的去中心化网络包含一个奖励验证者的激励机制。为了维护和保护网络,验证者会收到新创建的代币。随着新参与者进入网络并变得活跃,赌注会增加。Tezos 中的 PoS 系统还可以保护奖励和区块链数据免遭篡改。

Ethereum 2.0年:

联合创始人 EthereumVitalik Buterin 提出了 Ethereum 2016 年的改进提案。它使用 PoW 算法的修改版本,称为分片。分片的概念可以通过持有更多的哈希算力来提高网络性能。分片还会增加区块中的交易数量。

宇宙:

Cosmos 因部署 PoS 网络而广受欢迎(超过 Bitcoin)。通过确保数百万用户,该项目希望成为最大的基于 PoS 的代币。其目标受众包括无法使用银行系统的人们。

如何验证交易:PoW

如果没有示例,理解 PoW 中的交易验证工作机制可能会有些困难。让我们来看看 Bitcoin的模型。

步骤1) 每隔 10 分钟左右就会创建一个新区块。确认所需的时间也差不多 Bitcoin 交易有效。

步骤2) 每个区块都包含需要验证的不同交易。在去中心化系统中,验证每笔交易非常困难且耗能。

步骤3) 工作量证明提供了大量的计算能力来解决加密算法。这使得资源较少的网络参与者无法获得更好的回报。

步骤4) 一旦区块内的所有交易都得到验证,它们就会被添加到公共区块链上,其他用户可以看到它们。

让我们使用工作量证明来假设数学和 4+8。现在我们知道答案是 12。但在这个模型中,谁先得到答案谁就能赢得挖矿奖励。想象一下矿工 1 和矿工 2 竞争解决这个问题。结果如下;

矿工1

尝试 1:4+8 = 11 *不正确*

尝试 2:4+8 = 9 *不正确*

尝试 3:4+8 = 10 *不正确*

矿工2

尝试 1:4+8 = 13 *不正确*

尝试 2:4+8 = 12 *正确*

尝试 3:4+8 = 14 *不正确*

所以你可以看到矿工 2 在第二次尝试时猜出了正确答案,因此它将获得矿工奖励。但实际上,计算机每秒可以执行数百万种组合。

在任何特定时刻,许多硬件设备都在尝试解决加密方程式。这几乎就像一场比赛,看谁能最先到达终点线并获得挖矿奖励。

对于任何 PoW 币来说,这个过程都有点不同,除了 Bitcoin,正如预期的那样,第二代甚至第三代加密货币项目是为了解决 Bitcoin.

如何验证交易:PoS

相比于工作量证明模型,权益证明模型在交易确认和达成共识方面采用了不同的流程,虽然同样采用了密码算法,但目的却大不相同。

在权益证明的情况下,下一个区块的创建取决于个人的权益。权益取决于用户在尝试挖掘的特定区块链中拥有的代币数量。

从技术上讲,参与者在这里不是在挖矿,而是在“锻造”,因为没有区块奖励可获得。与 Bitcoin,使用 PoS 的加密货币通过奖励交易费来奖励参与者。

交易验证:PoS

要开始质押过程,用户必须先将代币存入特定钱包,该钱包会冻结代币,允许它们用于质押网络。大多数 PoS 区块链都有最低代币要求才能启动质押过程,这需要大量的前期投资。

PoS 验证示例

为了更好地解释 PoS 流程,我们以 Dash(DASH)为例。最低要求是 1000 DASH,在某个时候(2017 年 1.5 月)相当于 XNUMX 万美元。

步骤1) 首先,您必须确定想要质押的硬币数量,以便从 PoS 中产生一些奖励。

步骤2) 找出区块链中流通的硬币总数。在我们的示例中,流通的硬币有 1000 个。

步骤3) 然后你必须购买并质押 100 个硬币,这占流通硬币的 10%。

步骤4) 现在,您就可以领取质押奖励了。根据这个例子,您有 10% 的机会赢得 blockchain.

权益证明比工作量证明更好?原因何在

工作量证明模型已经成为一种不公平的系统,普通参与者没有机会获得挖矿奖励。但权益证明模型并非如此,每个人都有平等的机会成为伪造者并获得奖励。

由于上述优点, Ethereum 正在准备在 2.0 版本中转换为 PoS。ETH 2.0 将于明年发布。

Ethereum 开发人员和社区始终支持去中心化和透明的生态系统。看看潜在的黑客如何利用工作量证明模型,就不难理解为什么 Ethereum 和其他加密项目都青睐权益证明机制。