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最易于小白讀透的POW和POS概念詳解(內含波卡)_ETH:POW

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有點長,收藏慢慢看,這篇沒配圖。

POW

工作量證明最早是一個經濟學名詞,指系統為達到某一目標而設置的度量方法。簡單理解就是一份證明,用來確認你做過一定量的工作。早在比特幣出現之前就已經有人探索。

哈希運算是一種最常見的工作量證明機制,即通過計算碰撞出符合條件的哈希值來確定系統做過一定的工作量,此外,你也可以利用卷積求導、大質數分解這些復雜的運算來達到工作量證明的目的。

挖礦即找到合適的哈希值,找到合適的哈希值消耗的計算、內存、電力等能源即為工作量。挖礦本質是一個數學計算過程,有一個“難度值”變量在不斷變化,以維持BTC網絡10分鐘出一個塊。難度值可調整。

上面這段話可以解釋為什么過去有那么多山寨幣,因為只需要稍微改一下POW參數就可誕生一種新的出塊時間的山寨幣,但其本質和BTC并無任何區別,然后大肆宣傳欺騙小白。

推特允許其付費用戶發布10000個字符的推文:金色財經報道,推特推出了一項新功能,允許Blue付費訂閱用戶在消息中最多發10000個字符,同時支持粗體和斜體格式。該新功能允許推文以更長的文字進行呈現,更類似于一篇文章,而不是多年來定義推特的簡短文本片段。推特多年來一直有140個字符的限制,2017年翻了一番,達到280個字符。[2023/4/15 14:05:08]

ETH上的智能合約,也可通過僅修改一些參數值來發行新幣,但沒給出實際的應用。先發幣再說項目,這就是為什么2017ICO項目,在市場熱度下如雨后春筍,但最后落得一地雞毛。

POS股權證明機制

純粹的POS已經在市場上被淘汰,不多說。目前留存的都是POS的變種。比較有名的是EOS的DPoS(DelegatedProofofStake)?授權股權證明機制和Polkadot的NPOS?(NominatedProofofStake)提名股權證明機制。都是持幣者把自己的幣質押給節點,節點負責出塊維護網絡,如果你投的節點有塊被納入了最終的鏈上,你就能獲得符合投票比例的分紅,這個分紅相當于比特幣網絡里的出塊獎勵。

Trust Wallet宣布集成SPACE ID域名:9月27日消息,據官方消息,多鏈非托管錢包 Trust Wallet 已集成去中心化域名協議 SPACE ID 域名,用戶現在可以在 Trust Wallet 上更改其顯示名稱并使用 .bnb 域名發送資產。[2022/9/27 22:34:28]

這和做生意投資很像,有人融資做事,你投,賺了一起按比例分,虧了按比例虧,也就是在POS里面,正確很重要,認真干活,正確做事才能拿到網絡獎勵。

兩相比較,POW像古時的比武,誰算力大誰就更容易碰出隨機值贏得比賽獲得獎勵。POS則是文明人的游戲規則,大家合作共贏,共享盛宴,不管投給節點的票多還是少,只要是能為網絡持續工作的節點,都會獲得網絡的獎勵。

總結:POW機制是干的越多,得到越多;POS機制是持有越多,獲得越多。

補充:EOS的DPOS只選取21個大節點,獲得多少的網絡獎勵是由質押幣數量多少決定。Polkadot的NPOS有1000個節點,節點勝出是根據質押幣數量和幣地址分散度共同決定,且只要是有效節點,無論質押幣的總數是多少,都會給每個節點發放同等數量的DOT作為獎勵。

荷蘭國際集團:美聯儲利率決議后美元料保持強勢:6月13日消息,荷蘭國際集團分析指出,事實證明,美聯儲大幅加息的前景,以及市場動蕩促使投資者轉向避險資產,是美元走強的理想結合。鑒于風險資產在過去幾個交易日的下跌速度之快,未來幾天風險資產可能會出現一些反彈,美元可能很快面臨回調,但與此同時,我們認為周三FOMC利率聲明將在很大程度上支撐美元。美聯儲可能會在周三加息50個基點,并上調利率指引。美元指數DXY現漲0.26%至104.73,此前曾達到一個月高點104.82。(金十)[2022/6/13 4:23:21]

這說明DPOS容易造成大戶聯合合作,使網絡中心化、內卷化競爭,NPOS則更加去中心化,因為要滿足足夠多的代幣持有者足夠地分散,這是一個進步,是一個行業發展合理但又驚喜的進步。

當然無論POW還是POS,其中最重要的因素還是代幣的經濟價值,經濟價值越高需要攻擊網絡的成本就越高。這個不在這討論。

POW?vs?POS

1、公平性

POW公平的把記賬權分派給節點,但容易形成算力集中化,財團抱團,個體難參與。POS有很多變種,但波卡的NPOS保證了節點被隨機性分散化組合,比POW更加公平。

以太坊網絡當前已銷毀243.38萬枚ETH:金色財經報道,據Ultrasound數據顯示,截止目前,以太坊網絡總共銷毀2433858.68枚ETH。其中,OpenSea銷毀230048.63枚ETH,ETHtransfers銷毀225424.61枚ETH,UniswapV2銷毀133559.52枚。

注:自以太坊倫敦升級引入EIP-1559后,以太坊網絡會根據交易需求和區塊大小動態調整每筆交易的BaseFee,而這部分的費用將直接燃燒銷毀。[2022/6/11 4:18:52]

2、網絡性能

比特幣和以太坊的擁堵已經有目共睹,但是在區塊鏈逐漸崛起的時代,如果往后需要更多的區塊鏈,怎么保證吞吐量和安全?

吞吐量:

POS系統可容納的吞吐量比POW鏈高。

因為POS共識協議并不以浪費一些現實能耗為基礎,區塊時間和協議就可以更快的發生,這一點的邏輯是:POW面臨的挑戰的解決方案是不必在確定一個塊之前就找到,因此創建一個塊的開銷可以減少到只需要創建和分發塊的成本。

浙江衛視即將發布數字藏品:金色財經報道,據浙江廣電集團融媒體新聞中心公眾號“中國藍新聞”,浙江衛視數字人工作室已正式授牌成立,由浙江省委宣傳部指導、浙江廣電集團部署,浙江衛視與騰訊互娛知幾聯合打造的數字人谷小雨,是國內首個使用虛幻引擎在廣電AR實時舞臺實現實時渲染的超過200萬面數的高精度寫實虛擬人。在后續的布局中,浙江衛視即將上線數字藏品,籌建數字虛擬技術實驗室,探索數字人更多元的應用場景。[2022/6/7 4:07:39]

安全性:

POW的安全性靠算力,POS的安全性主要靠代幣分散化持有且綁定。

POS系統的安全通過綁定的資產保護,而不是類似POW需要花費很多消耗。POS的工作方式是選擇一組具有已知經濟身份的驗證者,鎖定代幣,以換取獲得“驗證”或參與共識過程的權利。如果他們發現執行了錯誤的程序,就會被懲罰:部分或者全部的鎖定代幣會被銷毀。這對不良行為提供了很好的抑制作用。POW沒有類似的獎懲機制,僅僅是損失算力成本而已。

破壞POW系統需要掌握51%以上算力,目前,排名前三的礦池算力加在一起已經超過51%,但攻擊從未發生過。因為只要發生一次51%的攻擊,比特幣網絡的金字招牌“可信度”就蕩然無存,幣價跳水,這對靠挖礦獲得幣而從而獲得收益的礦工及其不劃算,何必自己砸自己。也就是說攻擊的代價會極大可能的高于誠實挖礦,所以都選擇不攻擊,這是個博弈的問題。。

傳統POS鏈的共識需要2/3以上的驗證者組同意所有發生在layer1上的事務:所有作為鏈狀態機一部分的邏輯都要被認可。即,每個人都需要驗證網絡所有的信息。然而,驗證者可能基于收到異步網絡不同的信息,對系統有不同的看法。這讓對鏈最新狀態達成一致變得困難。

意思是說,POS的吞吐量更高,更加節能,創建一個區塊消耗的時間成本和網絡資源成本更低。但是POS需要全網2/3的驗證者達成共識才能確定網絡的最新狀態,驗證者們可能收到異步網絡的不同信息,對系統的最新狀態看法不一致,這就會導致網絡的最新狀態不容易確認。

這也是波卡極致分片架構設計的考慮點之一:不需要每個節點參與者驗證每一筆交易,只需要每個節點參與檢查一部分交易即可。每個節點參與者檢查交易的某些子集,就使得拜占庭中有了足夠的冗余,任意惡意的參與者就無法潛入無效的交易中,至少在沒有被發現并受到削減的情況下,這些交易不能被還原,即在那些交易被恢復的情況一定會被發現受到懲罰。

另外,很多人喜歡拿以太坊和波卡做對比,從技術上來說,波卡是更新的一代,自然更高級。但客觀的看待以太坊,它在最初創立的時候就想用POS共識,但當時POS共識還不如現在成熟,且POW的可靠性高,所以選擇了后者,后者正是由于其對出塊的時間的限制,網絡轉賬更可靠,更能減少惡意交易,這和利用POW算法來杜絕垃圾郵件是一個道理。

與此同時,需要注意的是,POW是概率性共識,可能網絡中的兩個節點同時碰撞出同一個正確的哈希值,這個時候就會出現我們說的硬分岔。

POS的共識,是確定了參與驗證的節點集合,這些節點采用的是類PBFT共識,類似于有序輪換者出塊。變種的波卡的NPOS是需要首先超過一半的簽名才算有效,簽名者不可以重復,這保證了每一輪只可能有一個節點獲得出塊權,是一種確定性的共識?。

由此可見,一般POS的安全性是低于POW的,因為驗證人集合已知,而且數量不多,不像POW需要足夠算力才能攻擊,POS中聯合驗證人中一定比例的節點作惡就能攻擊。那么如何提高POS的安全性呢?

懲罰機制:即消減或者沒收;

與多種算法協作,取長補短:好比波卡的分片和POS結合在一起相互協調,利用架構的交互性,集中資金保護所有鏈:允許一條平行鏈的Host可以為很多平行鏈提供完全的安全保證,而不是部分資金保護部分鏈,形成資金低效和浪費的狀態;甚至不需要所有參與者檢查所有的狀態轉換。同時又結合了隨機選舉驗證者節點組和GRANDP&BABE來保證網絡整體運行安全。

綜上,在網絡性能方面,POS的吞吐量更高,安全性能需要多種算法協作。

3、資源利用

POS算法幾乎沒有資源消耗,唯一消耗的是網絡帶寬資源。POW挖礦經歷了CPU/GPU/ASIC芯片一系列的迭代,這些都是為了更加高效地挖出幣,過程中消耗大量電力、算力、以及硬件資源,可以說是資源浪費。但換個角度,POW挖礦形成了一套完整的產業鏈:水電站、網絡、礦機制造等等,只是網絡找到合適的哈希值實際上并沒有其他的作用,僅僅是挖到了幣。

4、去中心化

在波卡的NPOS出現之前,無論是POW還是POS,都會逐漸演化出權利集中的問題。傳統POS存在大戶互相投票,互相推舉為大節點的現象,讓老百姓參與的機會少;且由于沒有民主公投這樣的明確網絡問題解決機制,就形成了和POW礦池挖礦類似的價值回路必須要通過外部輸入,其安全性不直接與使用者相關,而是要通過大節點或者礦工這類媒介來完成。

綜上所述:

POW是靠誰的算力大取勝獲得網絡獎勵,但并不是算力大就一定能獲得,且會造成資源浪費;POW雖然網絡慢,但是可靠性更高。

POS是靠質押綁定來獲得獎勵,質押的多獲得的多,沒有額外的消耗。網絡安全性相對更弱,但可通過與其它算法協同合作來提高安全性。

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