如何在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中運用POS和POW

目前，以太坊正在考慮采用一種新的方法來在其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)驗證交易，從而降低能耗，并實現(xiàn)每秒更大的交易數(shù)量。正如在加密貨幣和區(qū)塊鏈中所討論的，這個新選項被稱為權(quán)益證明（PoS）。然而，大多數(shù)區(qū)塊鏈所采用的共識算法，即所謂的工作量證明（PoW），隨著時間的推移已經(jīng)證明了自己，因此區(qū)塊鏈社區(qū)擔心采用PoS可能帶來安全風險。

PoW被認為是一種驗證您通過完成任務(wù)而成為可信源的方法，因此您可以驗證一個事務(wù)。該算法最初由Cynthia Dwork和Moni Naor在1993年提出，后來由中本聰在2008年隨著比特幣的發(fā)行而實施。PoS允許個人持有或“融資”一定數(shù)量的貨幣作為保險，然后獲得信任來驗證交易。

我們將研究它們?nèi)绾卧趨^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)它們，同時考慮到它們的實現(xiàn)可能帶來的風險以及可能的解決方案。

從思想到實踐

提及PoW并不是什么新鮮事。當我們在網(wǎng)上沖浪的時候，每次碰到它，我們都會很惱火。我們當然是在討論CAPTCHA，一個更小版本的PoW可以用來證明我們是人類。當你輸入正確的答案，你就被證明是一個人，并且可以在網(wǎng)上繼續(xù)你快樂的生活。

然而在區(qū)塊鏈中，這要復(fù)雜得多。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，有許多節(jié)點相互連接。在這個網(wǎng)絡(luò)中共享處理能力的節(jié)點可以稱為礦工，它們執(zhí)行PoW來驗證事務(wù)并為區(qū)塊鏈中的下一個塊找到新的哈希值。當他們成功完成每一次計算時，他們會得到加密貨幣作為獎勵，鼓勵礦工們繼續(xù)采礦。

隨著時間的推移，這些計算增加了難度，這意味著想要挖掘的各個節(jié)點需要更強大，才能成為第一個完成戰(zhàn)備任務(wù)的節(jié)點。礦工們從一個在地下室有很多處理器的個體變成了一個擁有一排排強大處理器的巨型采礦倉庫。在一段時間內(nèi)，這似乎挫敗了分散的目的，因為只有大公司才有這樣的購買力。然而，很快，即使對他們來說，要想快速挖掘也變得更加困難。礦工們現(xiàn)在將他們的處理能力集中在一起，這樣他們作為一個集體就可以完成戰(zhàn)POW，并根據(jù)誰的計算最正確來分享報酬。

能源消耗

以以太坊和比特幣（Bitcoin）為例，就能源消耗和礦池規(guī)模而言，比特幣的開采操作已經(jīng)上升到了荒謬的水平。對于以太坊來說，據(jù)估計，采礦總成本（2，277，959，012美元）超過了采礦每年可能獲得的回報（1，378，876，829美元）。

另一方面，由于估計的開采成本（3，656，073，069美元）仍低于每年的回報（4，769，978，010美元），預(yù)計比特幣仍能盈利。與以太坊不一樣的是，比特幣的估計能耗與奧地利全年居民總消耗能源類似。

由于PoW只會變得更加困難，并且需要更多的處理能力才能完成，因此，只有在處理能力或清潔能源生產(chǎn)方面取得一些令人難以置信的技術(shù)成就時，才能使能源消耗得到改善。

PoW可能容易受到分布式拒絕服務(wù)（DDoS）攻擊，基本上是黑客控制了51%的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。黑客可以做任何他們想做的交易，包括雙倍消費和刪除賬簿的歷史。這樣的攻擊將會產(chǎn)生反作用，因為它會使相關(guān)的加密貨幣貶值。然而，令人擔憂的是，隨著礦商明顯希望加入最大的礦商行列，以獲得更高回報的機會，目前礦商的規(guī)模正在擴大。目前，在Etherium，只要3個礦池就能達到51%的產(chǎn)量。很明顯，池子里的每個人都想保持現(xiàn)狀并獲得回報，但51%的目標正在讓人不安。

POS

PoS基本上可以根據(jù)股權(quán)的可靠性來驗證交易。在網(wǎng)絡(luò)中，挖掘器將過時，因為不需要計算就可以解決復(fù)雜的問題，從而能夠驗證下一個塊。相反，每個節(jié)點都可以在網(wǎng)絡(luò)中持有其加密貨幣的一部分。如果交易是壞的，股份可以被認為是抵押品持有股份的節(jié)點被稱為“Staker”，每個節(jié)點持有的股份越多，不碰股份的時間越長，被選中驗證交易并獲得回報的機會就越大。

一旦staker被選中驗證，他們就會“偽造”新的塊。他們將賭注壓在了線上，驗證了交易，打造了新的區(qū)塊。如果交易被發(fā)現(xiàn)是假的，那么偽造區(qū)塊的莊家將失去他們的股份和參與未來鍛造過程的權(quán)利。以太坊正在設(shè)計“Casper”，它將對網(wǎng)絡(luò)中的任何江湖騙術(shù)節(jié)點執(zhí)行這個功能，為他們向PoS算法的過渡做準備。

隨著一種新的算法的出現(xiàn)，也出現(xiàn)了一種新的、經(jīng)過改進的數(shù)據(jù)庫，其中一種用于PoS的新方法叫做分片。分布式賬本被分解并在整個網(wǎng)絡(luò)中共享，因此整個網(wǎng)絡(luò)不需要參與事務(wù)驗證。分片本質(zhì)上加快了驗證過程，因為驗證了所需的信息，而不必與整個網(wǎng)絡(luò)進行核對。

PoW經(jīng)過了良好的測試，并在許多加密貨幣項目中使用。使用這種算法對區(qū)塊鏈進行DDoS攻擊在當今的計算技術(shù)中是不可能的。然而，能源成本高、環(huán)境壓力增加、相關(guān)的不利媒體報道、采礦作業(yè)集中化增加以及交易吞吐量低等等，可能使其長期無法生存。社區(qū)越來越擔心比特幣開采的高能源成本，中國正式禁止所有此類操作。

PoS和Dapps

PoS可以從本質(zhì)上消除完成PoW算法所需的處理能力和能量。至于網(wǎng)絡(luò)PoS 51%的控制權(quán)，如果有人在網(wǎng)絡(luò)中持股比例最高，他們將無法控制。如果他們要驗證一筆欺詐性交易，他們就會失去他們的股份以及未來驗證的能力。對于任何個人來說，購買更多的加密貨幣以獲得更多的股份也會適得其反，因為他們購買的加密貨幣越多，成本就越高?？偟膩碚f，PoS似乎是一個更好的解決方案，因為它將使區(qū)塊鏈更安全，大幅降低其功耗，并減少進行交易所需的時間。

對于dapps來說，隨著交易的增多，PoS可能意味著更低的成本。接下來的問題是，我們該如何處理這些多余的挖掘能力。我們可以查看EOS的區(qū)塊鏈，看看網(wǎng)絡(luò)可以利用所有的處理能力做什么。一個可能的解決方案是利用目前網(wǎng)絡(luò)上多余的處理能力，使更復(fù)雜的dapps能夠順利運行。在EOS上，我們希望看到用戶能夠使用一定數(shù)量的EOS來保存區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，或者使用代幣來為您的文章投票。在游戲中下注也是可能的，這樣每個人都可以玩離線游戲。不幸的是，這些都是猜測，但都是有道理的。我們只是在等待，看看如果采用PoS共識，dapp的最終結(jié)果會是什么。