新手问答 PoW、PoS 和 DPoS 共识机制有什么区别

szwzyh · 2018年10月08日 · 229 次阅读

PoW、PoS、DPoS是区块链不同的共识机制,是区块链的核心技术,当区块链技术越来越多地被应用,共识机制也就需要不断的改进,今天BB财经为大家介绍区块链共识机制的发展。
一、POW(Proof of Work,工作量证明)简介
POW(Proof of Work,工作量证明),简单粗暴,就是组织庞大的算力,来解一个难度非常高的数学题,你拥有的算力越多,解题越简单,获得的比特币也就越多,可谓是“多劳多得”的典型代表。我们都知道比特币使用的就是POW 共识机制, 比特币已经运行了10年, 这种机制也得到了证明。但随着时间推移,POW共识机制的问题也越来越明显,它不仅效率低下,同时也浪费了太多能源。
POW(Proof of Work,工作量证明)优缺点分析
POW优点

  1. 机制本身当然很复杂,有很多细节,比如:挖矿难度自动调整、区块奖励逐步减半等,这些因素都是基于经济学原理,能吸引和鼓励更多人参与。
  2. 理想状态,这种机制,可以吸引很多用户参与其中,特别是越先参与的获得越多,会促使加密货币的初始阶段发展迅速,节点网络迅速扩大。在Cpu挖矿的时代,比特币吸引了很多人参与“挖矿”,就是很好的证明。
  3. 通过“挖矿”的方式发行新币,把比特币分散给个人,实现了相对公平. POW缺点
  4. 算力是计算机硬件(Cpu、Gpu等)提供的,要耗费电力,是对能源的直接消耗,与人类追求节能、清洁、环保的理念相悖。不过,如果非要给“加密货币”找寻“货币价值”的意义,那么这个方面,应该是最有力的证据。
  5. 这种机制发展到今天,算力的提供已经不再是单纯的CPU了,而是逐步发展到GPU、FPGA,乃至ASIC矿机。用户也从个人挖矿发展到大的矿池、矿场,算力集中越来越明显。这与去中心化的方向背道而驰,渐行渐远,网络的安全逐渐受到威胁。有证据证明Ghash(一个矿池)就曾经对赌博网站实施了双花攻击(简单的说就是一笔钱花两次)。
  6. 比特币区块奖励每4年将减半,当挖矿的成本高于挖矿收益时,人们挖矿的积极性降低,会有大量算力减少,比特币网络的安全性进一步堪忧。 二、POS(Proof of Stake,权益证明)简介 为了解决POW的问题,POS机制顺理成章地诞生了。POS(Proof of Stake,权益证明)是根据你持有货币的量和时间进行利息分配的制度。POS机制最核心的逻辑就是——谁持有币,谁就有网络的控制权。在POS机制中,仍然存在算力挖矿,需要算力解决一个数学难题。但数学难题的难度和持币者的“币龄”相关。简单来说,持币者持有币的时间越长,难题越简单,挖到币的概率越大。 但POS的问题是,大多数的持币人没有足够的专业知识或足够的预算,无法达到高性能节点所需的计算机硬件和软件要求。 POS(Proof of Stake,权益证明)优缺点分析 POS优点
  7. 节能。不用挖矿,不需要大量耗费电力和能源。
  8. 更去中心化。首先说,去中心化是相对的。相对于比特币等PoW类型的加密货币,PoS机制的加密货币对计算机硬件基本上没有过高要求,人人可挖矿(获得利息),不用担心算力集中导致中心化的出现(单用户通过购买获得51%的货币量,成本更高),网络更加安全有保障。
  9. 避免紧缩。PoW机制的加密货币,因为用户丢失等各种原因,可能导致通货紧缩,但是PoS机制的加密货币按一定的年利率新增货币,可以有效避免紧缩出现,保持基本稳定。比特币之后,很多新币采用PoS机制,很多采用工作量证明机制的老币,也纷纷修改协议,“硬分叉”升级为PoS机制。 POS缺点
  10. 纯PoS机制的加密货币,只能通过IPO的方式发行,这就导致“少数人”(通常是开发者)获得大量成本极低的加密货币,在利益面前,很难保证他们不会大量抛售。
  11. PoS机制的加密货币,信用基础不够牢固。
  12. 为解决这个问题,很多采用PoW+PoS的双重机制,通过PoW挖矿发行加密货币,使用PoS维护网络稳定。或者采用DPoS机制,通过社区选举的方式,增强信任。 三、DPOS(Delegated Proof of Stake ,代理权益证明)简介 DPOS(Delegated Proof of Stake ,代理权益证明)是一种基于投票选举的共识算法,有点像民主大会,持币人选出几个代表节点来运营网络,用专业运行的网络服务器来保证区块链网络的安全和性能。DPOS机制中,不需要算力解决数学难题,而是由持币者选出谁说生产者,如果生产者不称职,就有随时有可能被投票出局,这也就解决了POS的性能问题。 在DPOS机制下,算法要求系统做三件事: 第一,随机指定生产者出场顺序; 第二,不按顺序生产的区块无效; 第三,每过一个周期洗牌一次,打乱原有顺序; 而且,DPOS允许所有矿池每三秒钟轮换一次,并且其他人已被安排在后续进程中,于是,没有人可以在预设位置外生产区块。如果一个块生产者这么做了,就可能被投票出局。 DPOS(Delegated Proof of Stake ,代理权益证明)优缺点分析 DPOS优点
  13. 能耗更低。DPoS机制将节点数量进一步减少到101个,在保证网络安全的前提下,整个网络的能耗进一步降低,网络运行成本最低。
  14. 更加去中心化。目前,对于比特币而言,个人挖矿已经不现实了,比特币的算力都集中在几个大的矿池手里,每个矿池都是中心化的,就像DPoS的一个受托人,因此DPoS机制的加密货币更加去中心化。PoS机制的加密货币(比如未来币),要求用户开着客户端,事实上用户并不会天天开着电脑,因此真正的网络节点是由几个股东保持的,去中心化程度也不能与DPoS机制的加密货币相比。
  15. 更快的确认速度。每个块的时间为10秒,一笔交易(在得到6-10个确认后)大概1分钟,一个完整的101个块的周期大概仅仅需要16分钟。而比特币(PoW机制)产生一个区块需要10分钟,一笔交易完成(6个区块确认后)需要1个小时。点点币(PoS机制)确认一笔交易大概也需要1小时。 DPOS缺点
  16. 投票的积极性并不高。绝大多数持股人(90%+)从未参与投票。这是因为投票需要时间、精力以及技能,而这恰恰是大多数投资者所缺乏的。
  17. 对于坏节点的处理存在诸多困难。社区选举不能及时有效的阻止一些破坏节点的出现,给网络造成安全隐患。

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