什麼是權益證明（PoS），它如何運作？

什麼是權益證明 (PoS)?

權益證明 (PoS) 是一種區塊鏈共識機制，透過使用質押代幣作為經濟抵押品來保持網絡同步，而不是依賴高能耗的計算能力。

 

在 PoS 系統中，參與者，也稱為驗證者，鎖定網絡的原生代幣以獲得幫助確認交易和添加新區塊的權利。

 

其核心理念很簡單：網絡保持安全是因為驗證者有利益在其中，因此誠實行為會得到獎勵，而不當行為可能會受到懲罰，有時甚至會失去部分質押。

 

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PoS 如何運作？

PoS 通過基於規則的選擇過程輪流分配驗證者職責，然後要求其他驗證者進行獨立檢查以確保區塊生產的公平和安全。

 

以下是 PoS 過程中的 4 個關鍵步驟：

 

1. 質押：驗證者需要鎖定一定數量的加密貨幣作為質押。這個質押作為抵押品，激勵網絡內的誠實行為。
   
   

2. 驗證：驗證者根據其質押的大小以及在某些情況下的其他因素（如隨機化）被選中來提議和驗證新區塊。質押越高，被選中的機會越大。
   
   

3. 共識：一旦區塊被提議，其他驗證者會檢查其有效性。如果獲得批准，該區塊將被添加到區塊鏈中，並且提議該區塊的驗證者將獲得獎勵。
   
   

4. 懲罰：那些惡意行為或未能履行職責的驗證者可能會失去部分質押資金。這有助於保護網絡的完整性。

 

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PoS 的優勢

1. 能源效率
   PoS 被廣泛描述為一種節能的共識機制，因為它通過質押和驗證者激勵來保護區塊鏈網絡，而不是依賴耗電的挖礦硬體。以太坊轉向 PoS 後，網絡的能源使用量減少了約 99.95%，這就是為什麼 PoS 常被視為更清潔的替代方案，適用於大規模網絡。
   
   

2. 可擴展性和性能
   PoS 區塊鏈通常設計為提高可擴展性，支持更快的區塊生產、更快的確認，以及更靈活的升級路徑。
   
   現代 PoS 設計的研究和協議文檔強調，消除挖礦競爭可以使調整性能以提高交易吞吐量和更順暢的網絡運行變得更容易。

3. 可及性
   PoS 降低了參與的門檻，因為驗證不需要專門的挖礦設備。相反，用戶可以直接質押代幣或委託給驗證者，使得「質押」成為比挖礦更易於接近的參與網絡安全的途徑。

PoS 的限制

1. 財富集中和中心化風險
   由於驗證者的影響力通常由質押權重決定，如果質押集中在少數驗證者或大型運營商手中，PoS 可能會趨向中心化。
   
   Polkadot 的文檔明確指出中心化壓力是傳統 PoS 模型中的已知風險，這就是為什麼許多網絡增加設計選擇以鼓勵更廣泛的參與。

2. 初始分配和早期控制
   PoS 網絡的早期代幣分配比人們願意承認的更重要。如果初始供應分配不均，投票權和驗證影響力可能會在結構上失衡，特別是在鏈的早期階段。
   
   

3. 安全模型的權衡
   PoS 改變了攻擊面。關於 PoS 的學術研究安全性討論了「長期攻擊」作為一類風險，如果協議缺乏強大的最終性和檢查點式保護。好消息是，許多 PoS 設計包含了緩解措施，但在評估 PoS 鏈時，這仍然是一個核心的安全考量。

 

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PoS 如何優於工作量證明 (PoW)?

工作量證明 (PoW) 通過挖礦來保護區塊鏈，這意味著網絡安全與持續的能源消耗相關聯。PoS，相對而言，通過質押和驗證者經濟來保護網絡，這就是為什麼研究和協議團隊經常將 PoS 定位為更節能的途徑，以擴展區塊鏈而不將電力轉變為商業模式。

 

根據Ethereum.org，以太坊於 2022 年 9 月 15 日完成了 PoS 過渡，並聲稱在轉換後能源減少約 99.95%。

 

目前領先的 PoS 網絡包括以太坊、Cardano（Ouroboros PoS）、Solana（PoS 與歷史證明一起使用）、Polkadot（提名權益證明），以及 Avalanche（驗證者質押 AVAX）。

 

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