PoW和PoS的區(qū)別是什么

2010年，也就是比特幣創(chuàng)立初期，BM向中本聰發(fā)難，認(rèn)為必須改變比特幣的共識(shí)機(jī)制并提出改進(jìn)方案。

不過(guò)，傲嬌的中本聰本尊并沒(méi)有采納，他在強(qiáng)調(diào)了比特幣去中心化的重要性和必要性之后，霸氣回應(yīng)：If you don’t believe me or don’t get it， I don’t have time to try to convince you， sorry.（看不懂就算了，我沒(méi)時(shí)間搭理你，不好意思。）

若干年后，BM創(chuàng)立EOS，實(shí)現(xiàn)了他自己的共識(shí)機(jī)制。

既然是傳聞，我們姑且聽(tīng)聽(tīng)就好。不過(guò)說(shuō)到共識(shí)機(jī)制，倒是有諸多可探討之處。隨著技術(shù)的發(fā)展和演變，當(dāng)前比較主流的共識(shí)有PoW、PoS和 PoS的變種，如DPoS，哪種共識(shí)更好，一直是大家熱衷于討論的話題。

眾所周知，“不可能三角”問(wèn)題已成為區(qū)塊鏈發(fā)展的重要掣肘之一，因此，誰(shuí)能更好的解決該問(wèn)題，誰(shuí)就能成為最理想的共識(shí)機(jī)制。

那么，究竟誰(shuí)才是共識(shí)的“理想國(guó)”？

逐漸背離中本聰精神的PoW

在比特幣挖礦中，中本聰設(shè)計(jì)了PoW（工作量證明機(jī)制）。

每隔10分鐘，伴隨著新的區(qū)塊的產(chǎn)生，比特幣網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)行一定數(shù)量的比特幣，并把它獎(jiǎng)勵(lì)給當(dāng)選的記賬節(jié)點(diǎn)。

從這個(gè)機(jī)制的表面來(lái)看，PoW是一種多勞多得的模式，算力高，花費(fèi)的時(shí)間多，能獲得的數(shù)字貨幣就越多。

但它在運(yùn)行過(guò)程中需要消耗大量的能量來(lái)計(jì)算哈希函數(shù)的結(jié)果，容易造成算力資源浪費(fèi)，因?yàn)檫@些運(yùn)算本身和區(qū)塊鏈本身的價(jià)值沒(méi)有關(guān)聯(lián)。而且區(qū)塊的確認(rèn)時(shí)間難以縮短，容易產(chǎn)生分叉，需要等待多個(gè)確認(rèn)。

新的區(qū)塊鏈必須找到一種不同的散列算法，否則就會(huì)面臨算力攻擊。同時(shí)每次達(dá)成共識(shí)需要全網(wǎng)共同參與運(yùn)算，性能效率較低。

此外，隨著比特幣減少，對(duì)算力要求越來(lái)越高，人們?yōu)榱思铀佾@取比特幣的速度，催生了礦池挖抗的新玩法。礦池的出現(xiàn)，一定程度上破壞了比特幣等加密數(shù)字貨幣體系的平衡，馬太效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)。

至此，單純的 PoW 機(jī)制已無(wú) SHD 完備性可言，也背離了中本聰?shù)脑O(shè)計(jì)初衷。

“完美替代方案”P(pán)oS

于是被認(rèn)為能夠替代PoW的PoS （權(quán)益證明機(jī)制）出現(xiàn)了。

PoW和PoS的主要區(qū)別在于，如何確定區(qū)塊鏈共識(shí)中的投票權(quán)。在PoW中，投票權(quán)與節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力成正比；而在PoS中，系統(tǒng)的投票權(quán)與持有的股權(quán)比例成正比。PoS一經(jīng)提出，便受到人們的青睞。

相對(duì)于PoW，PoS雖在性能上會(huì)有較大提升，但也是有限的。而且受到TOKEN發(fā)行問(wèn)題、確定記賬節(jié)點(diǎn)數(shù)量困難等缺陷的限制，它仍然無(wú)法成為PoW的完美替代方案。

其次，PoS 系統(tǒng)需要一個(gè)高度安全的網(wǎng)絡(luò)來(lái)抵抗黑客攻擊，當(dāng)前并沒(méi)有一個(gè)具備如此實(shí)力的公鏈。更為致命的是，在PoS 公鏈中，區(qū)塊鏈的出塊權(quán)只能由頭部玩家決定，這使得 PoS公鏈淪為一個(gè)本質(zhì)上由巨頭壟斷和支配的網(wǎng)絡(luò)。

由此看來(lái)，PoS無(wú)法成為PoW的完美替代方案，于是人們開(kāi)始思考是否可以在原有機(jī)制上進(jìn)行改變，包括當(dāng)初被中本聰懟的BM。

披著“去中心化”外衣的DPoS

在得到中本聰消極的回復(fù)后，BM沒(méi)有放棄自己的想法，而是在PoS基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，推出了DPoS（委托權(quán)益證明機(jī)制），并創(chuàng)立了EOS。

在EOS網(wǎng)絡(luò)中，最終會(huì)選出21名主節(jié)點(diǎn)，他們被稱(chēng)為區(qū)塊生產(chǎn)者， 簡(jiǎn)稱(chēng)BP （Block Producor）。EOS由 21 名BP輪流產(chǎn)生新的區(qū)塊，并獲得EOS網(wǎng)絡(luò)的獎(jiǎng)勵(lì)。這種機(jī)制可以清除不良生產(chǎn)者，并識(shí)別其他有價(jià)值的成員，既降低了中心化風(fēng)險(xiǎn)又提高了性能。

遺憾的是，由于投票所需要的時(shí)間和精力，絕大部分普通用戶(hù)是沒(méi)有投票熱情的。此外DPoS延續(xù)了PoS的弊端，只有持幣者才可以獲得區(qū)塊鏈獎(jiǎng)勵(lì)，這就帶來(lái)了一種制度性門(mén)檻，最終導(dǎo)致DPoS幣的流動(dòng)性大大減少，強(qiáng)者恒強(qiáng)，貧富差距逐漸變大。

DPoS 大幅提高了系統(tǒng)性能，卻忽視了去中心化的根本意義，由少數(shù)權(quán)益擁有者掌握系統(tǒng)的發(fā)展方向，本質(zhì)上和現(xiàn)有的中心化系統(tǒng)并沒(méi)有太大區(qū)別。

所以，共識(shí)機(jī)制還是沒(méi)有找到它的“理想國(guó)”。BM當(dāng)初懟中本聰?shù)牡讱?，也漸漸演化成了社區(qū)接連不斷的怨氣。

難道，共識(shí)理想真的要敗給現(xiàn)實(shí)了？

NO。

幸運(yùn)的是，那些仍懷有“共識(shí)理想”的人們從未停止過(guò)探索，其中就有ETM的科學(xué)家們，他們提出的UPoS機(jī)制或許能夠成為點(diǎn)燃我們共識(shí)理想的希望之火。

UPoS：回歸算法本來(lái)之美

回首共識(shí)機(jī)制的進(jìn)化規(guī)律，我們發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有一種共識(shí)機(jī)制可以解決SHD完備性問(wèn)題，那么是否可以將兩種共識(shí)混合，從而做到融合二者優(yōu)勢(shì)，同時(shí)規(guī)避掉某些弊端？

ETM首席科學(xué)顧問(wèn)Dr.Aaron Yuan在文章《ETM， 及談?wù)劚忍貛诺木駜?nèi)核》中，介紹了ETM 項(xiàng)目提出的統(tǒng)一權(quán)益證明算法（Unified Proof ofStake， UPoS）。

ETM 科學(xué)家創(chuàng)造性地將 DPoS 與 PoW 算法改進(jìn)并結(jié)合在一起，形成雙穩(wěn)態(tài) UPoS 共識(shí)機(jī)制。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，其工作原理如下圖所示：

UPoS一方面回歸比特幣的原始精神內(nèi)核——去中心化，另一方面，基于博弈論機(jī)制設(shè)計(jì)和納什均衡思想，解決“不可能三角”的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)安全性、高效性、去中心化的兼容，最終構(gòu)造出一個(gè)“比原始比特幣算法機(jī)制更符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)金融結(jié)構(gòu)需求的區(qū)塊鏈技術(shù)體系”。

共識(shí)算法本身很美，只是我們?nèi)諠u看不清它的本來(lái)面目。

正如Dr.Aaron Yuan在文章中說(shuō)到的那樣，我們之所以覺(jué)得算法面目模糊，是因?yàn)椋骸皵?shù)學(xué)算法的可靠性要基于其前提條件。數(shù)學(xué)的精確性是有條件的，每一個(gè)定理都有確定的前提條件和假設(shè)，而這些前提條件是不能通過(guò)數(shù)學(xué)本身證明的而需要通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的分析來(lái)建立和驗(yàn)證。在不斷變化的現(xiàn)實(shí)世界中這些前提條件也會(huì)受到考驗(yàn)?！?/p>

如今，基于UPoS共識(shí)機(jī)制的ETM已經(jīng)對(duì)代碼進(jìn)行了多次內(nèi)測(cè)和公測(cè)，并針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化和改進(jìn)，主網(wǎng)上線也已經(jīng)在積極籌備之中。
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