如何在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)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(yàn)證交易，從而降低能耗，并實(shí)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(gè)新選項(xiàng)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(shí)算法，即所謂的工作量證明（PoW），隨著時(shí)間的推移已經(jīng)證明了自己，因此區(qū)塊鏈社區(qū)擔(dān)心采用PoS可能帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。

PoW被認(rèn)為是一種驗(yàn)證您通過完成任務(wù)而成為可信源的方法，因此您可以驗(yàn)證一個(gè)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(shí)施。PoS允許個(gè)人持有或“融資”一定數(shù)量的貨幣作為保險(xiǎn)，然后獲得信任來驗(yàn)證交易。

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

從思想到實(shí)踐

提及PoW并不是什么新鮮事。當(dāng)我們?cè)诰W(wǎng)上沖浪的時(shí)候，每次碰到它，我們都會(huì)很惱火。我們當(dāng)然是在討論CAPTCHA，一個(gè)更小版本的PoW可以用來證明我們是人類。當(dāng)你輸入正確的答案，你就被證明是一個(gè)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(diǎn)相互連接。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中共享處理能力的節(jié)點(diǎn)可以稱為礦工，它們執(zhí)行PoW來驗(yàn)證事務(wù)并為區(qū)塊鏈中的下一個(gè)塊找到新的哈希值。當(dāng)他們成功完成每一次計(jì)算時(shí)，他們會(huì)得到加密貨幣作為獎(jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)礦工們繼續(xù)采礦。

隨著時(shí)間的推移，這些計(jì)算增加了難度，這意味著想要挖掘的各個(gè)節(jié)點(diǎn)需要更強(qiáng)大，才能成為第一個(gè)完成戰(zhàn)備任務(wù)的節(jié)點(diǎn)。礦工們從一個(gè)在地下室有很多處理器的個(gè)體變成了一個(gè)擁有一排排強(qiáng)大處理器的巨型采礦倉庫。在一段時(shí)間內(nèi)，這似乎挫敗了分散的目的，因?yàn)橹挥写蠊静庞羞@樣的購買力。然而，很快，即使對(duì)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(gè)集體就可以完成戰(zhàn)POW，并根據(jù)誰的計(jì)算最正確來分享報(bào)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(duì)于以太坊來說，據(jù)估計(jì)，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(bào)（1，378，876，829美元）。

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

由于PoW只會(huì)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(shí)，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(fèi)和刪除賬簿的歷史。這樣的攻擊將會(huì)產(chǎn)生反作用，因?yàn)樗鼤?huì)使相關(guān)的加密貨幣貶值。然而，令人擔(dān)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(bào)的機(jī)會(huì)，目前礦商的規(guī)模正在擴(kuò)大。目前，在Etherium，只要3個(gè)礦池就能達(dá)到51%的產(chǎn)量。很明顯，池子里的每個(gè)人都想保持現(xiàn)狀并獲得回報(bào)，但51%的目標(biāo)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(yàn)證交易。在網(wǎng)絡(luò)中，挖掘器將過時(shí)，因?yàn)椴恍枰?jì)算就可以解決復(fù)雜的問題，從而能夠驗(yàn)證下一個(gè)塊。相反，每個(gè)節(jié)點(diǎn)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(rèn)為是抵押品持有股份的節(jié)點(diǎn)被稱為“Staker”，每個(gè)節(jié)點(diǎn)持有的股份越多，不碰股份的時(shí)間越長，被選中驗(yàn)證交易并獲得回報(bào)的機(jī)會(huì)就越大。

一旦staker被選中驗(yàn)證，他們就會(huì)“偽造”新的塊。他們將賭注壓在了線上，驗(yàn)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(jì)“Casper”，它將對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的任何江湖騙術(shù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行這個(gè)功能，為他們向PoS算法的過渡做準(zhǔn)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(jìn)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(gè)網(wǎng)絡(luò)中共享，因此整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不需要參與事務(wù)驗(yàn)證。分片本質(zhì)上加快了驗(yàn)證過程，因?yàn)轵?yàn)證了所需的信息，而不必與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行核對(duì)。

PoW經(jīng)過了良好的測(cè)試，并在許多加密貨幣項(xiàng)目中使用。使用這種算法對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行DDoS攻擊在當(dāng)今的計(jì)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(bào)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(dān)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(yàn)證一筆欺詐性交易，他們就會(huì)失去他們的股份以及未來驗(yàn)證的能力。對(duì)于任何個(gè)人來說，購買更多的加密貨幣以獲得更多的股份也會(huì)適得其反，因?yàn)樗麄冑徺I的加密貨幣越多，成本就越高?？偟膩碚f，PoS似乎是一個(gè)更好的解決方案，因?yàn)樗鼘⑹箙^(qū)塊鏈更安全，大幅降低其功耗，并減少進(jìn)行交易所需的時(shí)間。

對(duì)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?cè)撊绾翁幚磉@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(gè)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(yùn)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(gè)人都可以玩離線游戲。不幸的是，這些都是猜測(cè)，但都是有道理的。我們只是在等待，看看如果采用PoS共識(shí)，dapp的最終結(jié)果會(huì)是什么。