超越比特币：为什么权益证明正在改变游戏规则

区块链技术一直是数字创新的关键领域之一，为各种行业提供安全透明的解决方案。 这些进步的核心是共识机制——巧妙的协议，确保网络中不同的参与者对区块链的状态达成一致。 本文回顾了共识机制的发展，重点关注权益证明日益增长的重要性，以及它如何以尽可能根本的方式影响整个区块链生态系统。

主要收获

• 权益证明 (PoS) 共识克服了工作量证明 (PoW) 的局限性、能源效率低下和可扩展性差的问题。

• Staking 为投资者打开了通道，鼓励积极参与网络的安全和管理。

• 以太坊通过 Ethereum 2.0 过渡到 PoS 突显了其对复杂区块链网络的潜力。

• 技术可持续性的趋势与 PoS 方法非常吻合。

共识机制的起源

区块链技术的历史是数字领域无情创新的编年史：从寻求创建一个无需中介的系统，信任不是通过中央机构建立，而是通过规则——共识来管理不同的实体。

这种愿景的第一个成功体现是 2009 年出现的比特币区块链，由中本聪创建，他向世界介绍了工作量证明 (PoW) 共识。 PoW 基于大量的计算资源来确保网络安全，构成了这个新的、去中心化的金融系统蓬勃发展的基础。

然而，其已知的能源使用效率低下和可扩展性低的问题引发了一波对更有效替代方案的研究和开发。 创新者进一步突破了界限，找到了提高效率、安全性和治理的新方法。 这就是权益证明的诞生地，它将范式从耗电的计算转移到投资者可以参与网络验证过程的系统。 PoS 回应了与 PoW 相关的环境问题，但也为交易处理相关的可扩展性和速度开辟了新途径。

以下是 权益证明 中可能实现的共识的一些属性，这些属性在工作量证明中不可能实现或难以实现：

• 可扩展性： 与 PoW 网络相比，PoS 通过更高的交易处理速度和更低的费用来提高可扩展性。

• 经济安全性： 在权益证明中，验证者有一套经济激励措施来诚实地行事。 这种经济模型允许对网络的健康进行激励性长期投资。

• 快速确认： 比特币交易的确认过程相对较慢，因为反转交易的可能性会随着每个额外的区块而降低。 比特币的平均确认时间约为每次确认 10 分钟，而某些权益证明协议在几秒钟内确认交易。

• 问责制： 中本聪的论文首先介绍了共识激励。 然而，由于矿工没有身份，因此在发生恶意行为时没有惩罚系统。 相反，在权益证明系统中，参与者是已知的，如果他们违反协议，可能会受到惩罚。

PoS vs. PoW：正面比较

权益证明创新史

2012 年，点点币 是最早采用名为 权益证明 的共识算法的区块链之一。 点点币没有仅仅依赖挖矿，而是采用了一种混合模型，即 PoW 和 PoS 的结合，使用户能够根据他们持有的并愿意“质押”作为抵押品的代币数量来验证交易。

虽然具有革命性，但点点币的方法只是 PoS 演变的第一个迹象。 2013 年，Nxt 扩展为第一个完整的 PoS 区块链，完全避开了 PoW。 这是一个重要的里程碑，表明区块链实际上可以基于基于 Staking 的共识机制存在。 但 PoS 的发展并没有止步于此。

2014 年，区块链领域见证了 PoS 领域的指数级研究和创新周期。 Jae Kwon 发表了他的 Tendermint 白皮书，这将为一类新的 PoS 区块链奠定基础。 以太坊创始人 Vitalik Buterin 提出 "slashing"，旨在惩罚恶意验证者，以进一步提高 PoS 网络中的安全性。 Daniel Larimer 随后发布了 BitShares，这是第一个应用委托权益证明的区块链——用户投票选举代表以代表他们处理交易。

在接下来的几年里，几个使用 PoS 的主要项目上线，其中包括结合 PoW/PoS 的混合区块链 Decred，然后是大量新的 PoS 平台，如 Cosmos、Cardano、Tezos 和 Algorand。 这些项目中的每一个都具有新颖的创新和特点，进一步调整了 PoS 的各个方面。

事实上，2020 年是 PoS 的一个里程碑式的一年，因为许多期待已久的项目以 Polkadot、NEAR Protocol、Celo、Elrond、Oasis Network 和 SKALE Network 的形式推出了主网。 从这个意义上说，这一年 PoS 生态系统终于成熟并证明足以投入生产。

当然，还有最重要的一点：以太坊通过 Ethereum 2.0 的推出过渡到 PoS。 这一具有里程碑意义的转变巩固了 PoS 作为领先共识机制的地位，能够支持世界上最活跃的智能合约平台。

总而言之，这是对区块链社区内的聪明才智和团队合作精神的巨大称赞，PoS 从概念到点点币的首次实施，再到以太坊等主要平台上的实际部署，已经发展到了今天。 它已证明有潜力使区块链生态系统更具可持续性、高度可扩展性和效率。

Proof-of-[x]：工作量证明的替代方案

Proof of X 指的是一类加密协议，旨在保留基于资源的工作量证明的吸引人的特性，但避免上述缺点。 当然，PoS 也并非没有自身的一系列问题。

最初的版本显示出一些潜在的缺陷，包括可能的中心化方式，以及所谓的“无利害关系”问题，即验证者可能几乎没有动力诚实地行事。 对所有这些问题的担忧导致区块链社区积极探索和完善 PoS。 委托权益证明 (DPoS) 增加了一个投票系统，用户通过该系统投票选举代表来验证交易，从而进一步实现可扩展性和治理。 混合共识模型，将 PoS 与其他共识机制（如权威证明 (PoA) 甚至 PoW）混合在一起，以定制针对特定区块链用例的解决方案。

Proof-of-X 不仅包括 PoS，还包括各种创造性的替代方法。 基于 PoS 的协议的部分列表：

• 委托权益证明 (DPoS)：这是大型区块链使用的共识算法，其中代币持有者投票选举代表代币持有者验证交易的代表。

• 提名权益证明 (NPoS)：Polkadot 使用 NPoS，用户可以通过其设定的权益来提名验证者，以分配过程并确保进一步的去中心化。

• 流动权益证明 (LPoS)： Tezos 使用 LPoS，持有者可以将权益委托给验证者，但不会失去对代币的控制权。

• 纯粹权益证明 (PPoS) Algorand 使用 PPoS，其中验证者的选择是随机完成的。 其选择中的这种随机性确保了该模型的公平性和安全性。 Algorand 中的权益既不锁定也不委托，这是 PPoS 与 DPos 系统区分开来的最本质特征。

• 权威证明 (PoA)： 这种共识机制已用于联盟或私有区块链网络，其中预先选定的验证者用于保护网络。

• 时间流逝证明 (PoET)：PoET 最初是为许可区块链设计的，它利用受信任的执行环境来确保验证者选择的随机性。

从工作量证明到权益证明是区块链网络中曾经实现的最重要的共识演变之一。 从点点币的最初开始，到如今，当该解决方案已在大量平台上实施时，PoS 已成功证明可有效地增强安全性、可扩展性和性能，同时最大限度地减少对环境的影响。 随着区块链技术的不断发展，底层机制也将不断发展，而且很可能 PoS 将处于这些发展的前沿。

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