Proof of Stake是如何工作的：關於新一代共識機制的所有你需要知道的事情

權益證明如何運作？這個共識算法不是依靠計算能力，而是依賴於參與者願意在網路中鎖定的幣的數量。這使得權益證明與傳統的工作量證明有着根本的區別，並爲區塊鏈的能效、可擴展性和安全性開闢了新的機會。

工作原理：從理論到實踐

2011年作爲解決工作量證明問題的方案引入，權益證明的工作原理基於從網路中隨機選擇驗證者的原則。系統考慮多個因素：被鎖定的幣的數量、它們在質押中的時間、隨機化和節點的財務支持。

當參與者想要加入驗證過程時，他們會在網路中鎖定一定數量的幣。質押的幣越多，被選中創建下一個區塊的概率就越高——這個過程稱爲鑄造。然而，系統並不是按“越富越可能”的原則運作：採用了特殊的隨機化機制和基於質押時間的選擇，以防止某些參與者的主導地位。

驗證者選擇方法

隨機選擇區塊假設尋找具有最小哈希值和同時在權益證明中擁有最大總額的節點。這種方法雖然公平，但卻是可預測的：每個參與者的幣量是公開可獲取的。

選擇質押時間的工作方式不同：驗證者的選擇取決於其代幣在區塊鏈中的停留時間。停留時間計算爲天數與質押數量的乘積。區塊創建後，計數器重置，這可以防止頻繁重新選舉同一參與者。

驗證過程和獎勵

所選驗證者檢查交易的正確性，簽署區塊並將其添加到鏈中。爲此，他會獲得區塊中交易的一部分手續費，有時還會獲得額外的代幣獎勵。

如果驗證者想要退出系統，他的獎勵和押金會在一段時間內被鎖定——這允許網路檢查參與者是否添加了僞造的區塊。如果發現欺詐，驗證者將失去部分資金(這個過程稱爲“削減”)。這樣的經濟激勵保護網路免受不良行爲。

哪些網路使用權益證明

在以太坊2.0升級中，以太坊遷移到權益證明（PoS）後，這一機制成爲新區塊鏈的標準。今天，權益證明（PoS）被應用於：

-Solana

• 雪崩
• 波卡
• BNB 鏈
• BNB智能鏈

每個網路根據自己的需求調整機制，創造出算法的不同變體。

PoS相對於PoW的優勢

能源經濟性是主要優點。參與的成本取決於權益證明的經濟支出，而不是解決數學難題的能源消耗。這與工作量證明相比，經濟性不可同日而語。

更可及的去中心化。啓動節點不再需要昂貴的挖礦設備。任何人都可以鎖定代幣並參與驗證，這降低了進入門檻並促進了網路的分布。

無限制的可擴展性。由於網路不依賴於礦工的物理能力，增加新的驗證者要簡單得多且成本更低。

經濟安全。驗證者冒着自己的資金風險——如果網路發現欺詐，他將失去比賺得更多的資金。因此，不誠實的行爲變得在經濟上沒有意義。

適應性。權益證明可以輕鬆地根據不同區塊鏈的任務和需求進行修改，這使得它產生了許多變體。

PoS的缺點和風險

盡管有優勢，這個機制也有顯著的缺點。

分叉問題。在權益證明（PoS）下，對於分叉的兩個方面的驗證沒有經濟懲罰——與工作量證明（PoW）不同，後者需要巨大的能源消耗。這使得攻擊者在網路分叉期間更容易攻擊網路。

進入質押的門檻。雖然權益證明比工作量證明更易獲得，但參與者仍然需要區塊鏈的原生代幣。有效的質押往往需要顯著的投資，這可能會排除沒有資本的用戶。在工作量證明中，任何人都可以使用廉價設備進行挖礦或加入礦池。

51%攻擊的脆弱性。雖然這兩種機制都是脆弱的，但權益證明（PoS）對此風險更爲敏感。如果代幣價格下跌或區塊鏈的市值較低，敵人理論上可以以低價購買超過一半的代幣並控制網路。

權益證明的變種

權益證明在每個區塊鏈中的工作方式取決於其特性。算法的不同變體不斷發展：

委托權益證明 (DPoS)

允許用戶質押幣而不成爲完全的驗證者。相反，他們充當代表：通過所選的驗證者投入資金並獲得其部分獎勵。代表根據提供的激勵大小和聲譽來選擇驗證者。

提名權益證明 (NPoS)

用於 Polkadot。類似於 DPoS，但有一個關鍵區別：提名者如果選擇的驗證者不誠實，則面臨失去資金的風險。每個提名者可以選擇最多 16 個驗證者，網路將其代幣平均分配給這些驗證者。Polkadot 使用博弈論來選擇驗證者。

權益證明 (PoSA)

使用BNB智能鏈。結合權益證明和授權證明：由21名活躍驗證者組成的團隊，根據委托的BNB數量輪流創建區塊。該列表每天更新。

成果

從比特幣及其計算能力的時代，區塊鏈社區轉向了經濟共識。權益證明的運作證明了這種方法的有效性：網路獲得了經濟性、可擴展性和公平性。盡管工作量證明仍然被比特幣和其他一些項目使用，但權益證明正成爲新一代區塊鏈的標準——而這一變化將伴隨我們很長一段時間。