PoS與PoW：區塊鏈驗證機制對投資者的影響

在FameEX新手必讀文章中，我們曾經為大家詳細解讀過區塊鏈（Blockchain）是一種記錄全網交易的創新技術，通過區塊鏈技術，加密貨幣被稱為是一本人人可參與的去中心化賬本。那麼，在所有人參與記錄交易的過程中，如何維持賬本的一致性，不讓交易出現錯誤？誰來分配記賬權才能保持公平公正？記賬的獎勵又是誰來分配，如何分配？這就是本文為大家解讀的內容。

本文將深入分析區塊鏈技術的核心關鍵：共識機制（Consensus），並著重講解權益證明（Proof of Stake）和工作量證明（Proof of Work）的異同，幫助新手投資者理解其工作原理與差異，以及為什麼比特幣跟其他幣種都需要這些共識機制？

什麼是共識機制？為什麼需要它？

共識機制是指在區塊鍊網絡中，為了達成一致和確認交易或數據的有效性，參與者之間達成共同的決策和協議的規則。在共識機制中，不同節點通過相互通信、驗證和協商，以保持網絡的穩定性和安全性。常見的共識機制包括工作量證明（Proof of Work，簡稱PoW）、權益證明（Proof of Stake，簡稱PoS）、權益分享（Delegated Proof of Stake，簡稱DPoS）、提名權益證明（Nominated Proof of Stake，簡稱NPoS）等等。共識機制在區塊鏈技術和加密貨幣中起著重要作用，確保交易的正確性和一致性，同時保護網絡免受攻擊和欺詐。

共識機制對區塊鏈的重要性

在區塊鍊網絡中，由於沒有中央機構來確認和驗證交易，共識機制在其中扮演者確保交易可信和安全的重要角色。共識機制通過制定規則，讓網絡節點達成一致意見，確保交易的有效性、一致性、不可篡改，並防止惡意節點攻擊或篡改網絡，增強了區塊鏈的安全性。
共識機制的存在，還有助於解決雙重支付的問題，即防止同一資產同時被多次使用。通過共識機制，只有經過驗證的交易才會被添加到區塊鏈中，從而避免了不合法或重複的交易。共識機制使區塊鏈成為一種可靠的分佈式賬本系統，應用於各種領域，如數字貨幣、智能合約、供應鏈管理等。

什麼是PoS、Pow、DPoS、NPoS？如何運作？

什麼是權益證明 (Proof of Stake)驗證機制？

權益證明 (Proof of Stake)是一種常用的共識機制。在PoS機制中，持有更多權益的節點（持有更多加密貨幣數量的節點）有更高的機率被選中創建新區塊和驗證交易，並獲得相應的獎勵。

PoS 的優勢與劣勢

權益證明 (Proof of Stake)的優勢包括能源效率高、交易速度快、減少了競爭性算力競賽，降低了網絡能源消耗。 PoS不需要像PoW那樣大量消耗電力進行挖礦，使得區塊鏈更環保。

權益證明 (Proof of Stake)的劣勢是持有更多權益的節點有更大的控制權，這可能導致區塊鍊網絡被寡頭壟斷。其次，PoS機制下，富有的持幣者獲得更多獎勵，而較小持幣者的回報較少。第三，如果惡意節點攻擊網絡，可能會造成共識的破裂。因此，設計和實施合理的治理機制對於確保PoS的穩定和公平至關重要。

什麼是工作證明 (Proof Of Work)驗證機制？

工作證明 (Proof Of Work)是一種早期常用的共識機制。在PoW機制中，礦工通過解決複雜的數學難題來競爭性地尋找有效區塊。第一個找到有效區塊的礦工可以將經過驗證的交易打包成新區塊，並添加到區塊鏈中，獲得相應獎勵。這個過程需要大量的計算能力，因此被稱為“挖礦”。

PoW 的優勢與劣勢

工作證明 (Proof Of Work)的優勢在於安全性高，通過大量的計算能力保障了區塊鏈的穩定性和抗攻擊性。它確保交易不可篡改和一致性，被廣泛應用於比特幣等主流加密貨幣。

工作證明 (Proof Of Work)的優勢在於它需要大量計算能力和能源消耗，這會導致高昂的挖礦成本和環境問題，並引發算力競賽和集中化或權力集中問題。另外，PoW的交易速度十分緩慢，每個區塊的確認時間長，因此，一些區塊鏈項目轉向其他共識機制，如權益證明（Proof of Stake）等等。

什麼是權益分享 (Delegated Proof Of Stake)驗證機制？

權益分享 (Delegated Proof Of Stake)是結合PoW和PoS改良而成的一種共識機制，旨在解決PoW和PoS的一些問題。在DPoS機制中，持幣者可以委託選出代表節點，這些代表節點負責確認和打包交易，持幣者的投票權重由持有的加密貨幣數量決定。

DPoS 的優勢與劣勢

相比於PoW和PoS，DPoS減少了能源消耗，提高了交易處理速度，降低了交易費用，持幣者通過投票選出代表節點，增加了網絡的安全性和共識的形成，DPoS還鼓勵持幣者積極參與網絡治理，增強了社區的參與度和民主性。

DPoS的劣勢在於權益分享可能導致富有的持幣者獲得更多權力，可能引發寡頭壟斷問題，如果代表節點的選舉過程不公正，則可能導致中心化的風險。

什麼是提名權益證明 (Nominated Proof of Stake)驗證機制？

提名權益證明(Nominated Proof of Stake)是基於權益證明(Proof of Stake)改良而成的共識機制，目前波卡（ Polkadot）、阿童木（Cosmos）採用的就是提名權益證明(Nominated Proof of Stake)機制。提名權益證明(Nominated Proof of Stake)機制的特點是當參與者沒有足夠的加密貨幣，也不行親自驗證交易記錄，又想參與整個區塊鏈賬本的運營時，可以稱為提名人（Nominators），質押加密貨幣到信譽良好的節點上，提高該節點稱為記賬人的機會，當該節點被區塊鏈選中，並獲得記賬獎勵後，參與者也能獲得相應的獎勵分成。

NPoS 的優勢與劣勢

提名權益證明(Nominated Proof of Stake)的優勢是，驗證者所屬的提名人越多，代表將要均分獎勵的參與者越多，這會降低平均收益，從而降低提名人投票給得票較高的驗證者，阻止網絡中大者恆大的概率。而為了避免驗證者批准無效交易等惡意行為，提名權益證明(Nominated Proof of Stake)機制會採取“連坐”機制，如驗證者批准無效交易，則網絡會將驗證者與提名者質押的加密貨幣全部扣除，以示懲罰，這會導致提名權益證明(Nominated Proof of Stake)機制的競爭力降低。

PoS 和 PoW 的區塊鏈驗證機制有什麼不同？

PoW通過解決複雜的數學難題來確認交易，需要大量的計算能力和能源消耗，如比特幣。而PoS則根據持幣者的權益（持有貨幣數量）來選出節點，負責驗證交易和創建新區塊，不需要大量計算，如以太坊。

共識機制的歷程

工作證明 (Proof Of Work)是最早被採用的共識機制，它被使用在比特幣網絡中，用以確保交易的安全性和可信性。而為了解決工作證明 (Proof Of Work)帶來的能源消耗和效率問題，權益證明（Proof of Stake）被提出，並使用於以太坊網絡中。權益證明（Proof of Stake）存在著權力集中的風險，因此，權益分享 (Delegated Proof Of Stake)機制被提出，被使用於EOS網絡中。

此後，還有其他共識機制如拜占庭容錯（Byzantine Fault Tolerance）、委託拜占庭容錯（Delegated Byzantine fault tolerance）、提名權益證明 (Nominated Proof of Stake)被各個區塊鍊網絡提出並使用，以期解決更多的問題。隨著區塊鏈技術的發展和實踐，共識機制將繼續不斷創新和完善。

驗證機制如何影響區塊鏈的安全性？

不同的共識機制對區塊鏈的安全性產生不同影響。例如，工作證明 (Proof Of Work)通過消耗大量計算能力保障網絡安全，而權益證明（Proof of Stake）則依靠持幣者的經濟利益來防止攻擊。共識機制的設計直接影響到節點的選取和交易確認過程，如果共識機制被惡意攻擊或權力集中，網絡安全性可能受到威脅。

結論

在本篇文章中，我們詳細為大家剖析了權益證明（Proof of Stake）、工作證明(Proof Of Work)、權益分享(Delegated Proof Of Stake)、提名權益證明(Nominated Proof of Stake)等不同共識機制之間的異同，以及各個共識機制的工作原理與優劣勢，通過詳細的講解可以發現，無論是哪一種共識機制，其存在的意義，都是為了更好的保證網絡的安全性與交易的一致性，在此基礎之上，提升整個網絡的交易效率。

加密貨幣新手常見問題集

Q: PoW與PoS驗證機制各自的優點和缺點是什麼？

工作證明(Proof Of Work) 的優點是安全性高，通過大量計算保障網絡穩定性，缺點是能源消耗大，效率低，可能導致算力集中和環境問題。

權益證明(Proof of Stake) 的優點是能源效率高，交易速度快，減少了競爭性的算力競賽，缺點是可能導致權力集中和寡頭壟斷問題，持幣者獲得更多權益。
綜合來看，PoW適用於對安全性要求較高的場景，如比特幣，PoS適用於追求高效能源利用和交易速度的項目，如以太坊。

Q: 我該如何選擇使用PoW或PoS驗證機制？

如果追求高安全性，並且擁有足夠的計算能力和能源資源，可以選擇工作證明 (Proof Of Work)共識機制。如果希望提高能源效率、降低交易成本，並且考慮去中心化，權益證明(Proof of Stake) 可能更適合。此外，還應該考慮項目的規模、用戶參與度以及治理機制。在做出決策之前，建議深入了解兩種機制的工作原理、優缺點，並評估項目的需求，以選擇最符合項目目標的共識機制。

Q: PoW與PoS驗證機制在能源消耗上有什麼區別？

在工作證明(Proof Of Work) 中，礦工需要通過大量的計算能力來解決複雜的數學問題，競爭性地挖礦，這需要大量的電力和計算資源，因此能源消耗較大。

相比之下，在權益證明（Proof of Stake）中，節點的選取是根據持有的加密貨幣數量，不需要大量計算，因此能源消耗較少。這使得PoS成為一種更環保和能源效率更高的共識機制。

Q: PoS與PoW驗證機制哪種更安全？

權益證明（Proof of Stake）機制依賴持有貨幣數量決定記賬權，參與者無需高計算能力，降低了能源消耗，但可能存在寡頭壟斷風險。工作證明 (Proof Of Work)機制通過算力競爭解決交易驗證，更加安全，但能耗較高。綜合來說，工作證明 (Proof Of Work)被認為在目前更安全，但PoS技術的發展持續改進，未來可能成為一種更安全的選擇。

Q: 在挖礦過程中可能遇到的風險有哪些？

在挖礦過程中需要注意：挖礦收益不穩定（幣價有波動）、存在技術風險（硬件故障、網絡攻擊、挖礦軟件漏洞等）、競爭風險（參與者越來越多、難度增加） 、法律風險（部分國家地區禁止挖礦）、運營風險（電費、維護費等運營成本過高），因此，挖礦需要謹慎評估並做好風險管理。

免責聲明： 本文所提供的內容僅供學習和參考，不構成任何投資建議。請參閱這裡了解詳情。在進行任何投資決策前，請自行研究並諮詢專業的財務顧問。 FameEX對因使用或依賴本文內容而產生的任何直接或間接損失不負任何責任。