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pow和pos机制的优缺点

浏览:61 发布日期:2023-05-19 00:00:00 投稿人:佚名投稿

1、区块链目前用到哪些共识机制?它们各自的优缺点和适用范围是什么_百度知 ...

目前主要有四大类共识机制:Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量证明,就是大家熟悉的挖矿,通过与或运算,计算出一个满足规则的随机数,即获得本次记账权,发出本轮需要记录的数据,全网其它节点验证后一起存储;
优点:完全去中心化,节点自由进出;
缺点:目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力,其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全;挖矿造成大量的资源浪费;共识达成的周期较长,不适合商业应用

2、Pos权益证明,Pow的一种升级共识机制;根据每个节点所占代币的比例和时间;等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度。
优点:在一定程度上缩短了共识达成的时间
缺点:还是需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点

3、DPos股份授权证明机制,类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。
优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证
缺点:整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的

4、Pool验证池,基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证机制;是目前行业链大范围在使用的共识机制
优点:不需要代币也可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础上,实现秒级共识验证;
缺点:去中心化程度不如bictoin;更适合多方参与的多中心商业模式

在使用共识机制,保证数据一致性时的巨大优势(共识机制则是Ripple首先提出的,数据正确性优先的网络交易同步机制,在共识网络中,无论软件代码怎么变动,无法取得共识就无法进入网络,更不要提分叉了)。
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PS:稍微自黑下,虽然共识机制绝对能确保任何时候都不会产生硬分叉。但是,这种机制的缺点也比较明显,那就是要取得与其他节点的共识,明显要比当前Bitcoin网络漫长的多。极端情况下,在Ripple共识机制网络中掉线的后果也是很恐怖的。

有可能你家停电一天,第二天整个系统就再也无法与其它Rippled节点取得共识了(共识机制事实上需要超过80%的节点承认了你的数据,你的提交才会被其它节点接受,否则就会被排它的拒绝连接),甚至只能清空自己全部500多GB数据重新同步才能连上其它Ripple节点。

所以目前来说,现有的Rippled端并不适合民用(商用的话影响就比较小,比如RL自己的Rippled节点托管在亚马逊云数据中心,长时间无响应是可以高额索赔的,而且那种地方除了大型灾害几乎不会断),这也是RL一直想改进的方面之一。

目前区块链的共识机制大致可以分为三类:pow,pos,dpos,pow即Proof of Work,工作量证明机制,在POW机制下为了获取记账权和激励,矿工必须通过一定量的工作量进行数学运算,谁最快最准计算出了答案,就获取到了记账权和奖励,这是以时间、资源为担保,确保记账工作的真实和有效性,POW是一种按劳分配的模式,算力越高、挖矿时间越长,获得的数字货币就越多了,比较典型的就是btc,btm,pos,Proof of Stake,权益证明机制,POS也称股权证明机制,是通过持币产生利息,从而对于验证人以及节点进行奖励,这里我们大家首先要了解一个概念,就是币龄.币龄等于币的数量乘以币持有的天数,因而你持有的币数量越多,持有天数越长,你获到的记账权和激励的概率就会越大啦!当你获得激励之后,你的持币天数就会清零,币龄也回被清空这样周而复始,比较有代表性的是量子链,关于dpos是什么,以及这些主要共识机制的利弊是什么,字太多了,可以看看这个视频,里面讲的比较清楚:喵懂区块链11期 | 不了解共识机制,何以谈区块链?

2、POW & POS,傻傻分不清楚的共识机制

什么是共识机制?

我在开更的第一篇文章,就简单讲解了数字货币世界的16个最高频名词,其中一个就是共识机制,还记得吗?

为什么要有共识机制呢?

这就必须要解释一下在分布式系统中不得不了解的“拜占庭将军问题”了。

拜占庭将军问题(The Byzantine Generals Problem)可以总结为一句话:

在古代,11位忠诚的、不同位置的将军,如何排除叛徒的影响,对进攻或撤退达成一致。

当然,拜占庭将军问题并不是如今才提出的,我们大中华在春秋战国时期就发明了“虎符”这个神奇的方式来保障命令的正确执行。

在分布系数系统中,各个节点就是“拜占庭将军”,算法执行中的任意一个错误就是“叛徒”。

为了尽可能地排除错误、快速达成一致,来让系统有效地、正确地运行,便应运而生了各种“共识机制”。

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下面,我们就来一起学习数字货币世界中常见的几种共识机制:

PoW,工作量证明 Proof of Work

PoW是比特币所采用的共识机制,最早是由Adam Back为了解决垃圾邮件的问题而开发的一个“哈希现金Hashcash”程序。

比特币采用的是SHA256的单向函数,其具体的工作原理实在太专业,我们只需要理解到“SHA256的结果很容易验证,但是要将其计算出来,需要不断尝试运算,直到匹配到某个随机数;技术上而言,任何新增区块都需要经过232394亿运算才能得到”的程度,感兴趣的小伙伴可以搜索SHA256去深入学习。

因此,只要矿工出示运算结果,那通过PoW,全网节点就认可了他所付出的成本,承认新的区块奖励属于他。

如此大量的运算相当浪费资源,实际上并没有任何科学或实际用途,只是为了实践工作量证明机制、阻止攻击者伪装成节点来控制网络。

虽然在2009年时为了构建这种去中心化的、允许所有人可以免费参与的全球货币网络,没有更好的选择;但是发展到如今,已经有了其他不需要大量浪费算力的证明机制,比如我们下面就要提到的,PoS权益证明。

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PoS,权益证明 Proof of Stake

主要思想是:节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比,也就是说,一个节点拥有的币越多、时间越久,越容易获取记账权,也就越容易获取区块奖励。

实际上,最初的PoS是PoW的一种升级,根据每个节点的币龄,来等比例地降低挖矿难度,从而加快找到随机数的速度。

什么是币龄呢?

币龄=数量*拥有天数。

由于区块链中的每笔交易记录都会被标记时间戳,这个时间戳就可以作为币龄的证明,因此币龄也不可能被轻易伪造。

比如A从B那里收到10个币,并且持有了90天,那么,A就拥有了900的币龄;如果A卖了这10个币,这900币龄就被消耗了;

后来,为了彻底摆脱PoW这种依靠算力的共识机制,PoS引入了“利息”的概念;年利率是在PoS机制最初确认时就设定的,一般不会变化。

利息=(币龄*年利率)/365 ,如果利率是1%,在上个例子中,A就可以得到0.02466个币的利息。

如此一来,PoS区块链的作用过程就可以这样描述:

在初期,通过PoW机制,产生创世币;

在创世币达到一定规模时,PoS机制开始作用,交易时消耗币龄、获得产生区块的优先权,并获取利息,同时PoW机制由于消耗太多资源、浪费算力而逐渐淡出;

最终系统中仅剩PoS来维持正常运作。

目前大家所熟悉的以太坊,主要还是采用PoW的机制,不过正在转向PoS。

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大家了解了PoW和PoS,在遇到其他共识机制的时候,相信也会比较快得就能理解。

比如:股份授权证明DPOS,类似于董事会投票;燃烧证明POB;沉淀证明POD;能力证明POC;消逝时间证明PODT,等等。

就不在这里为大家一一展开了,感兴趣的同学可以百度或知乎一下~

3、pos机制解决了pow的问题

pos机制解决了pow的问题:

基于权益证明(PoS),通常将金钱作为股权使用。

POA指的是身份的使用。这背后的想法是,人们会注意自己的名声,因此会被劝阻不要恶意行事。

POW 工作量证明支持不可信的分布式共识,这对于加密货币等行业非常重要。它涉及挖掘过程,最好描述为执行计算以验证交易的合法性和创建新货币。

第一个完成计算的矿工将获得一枚新代币,并将区块添加到链中。POS 权益证明的定义是在决定谁将创建新块时使用权益关系。这个权益的取决于每个人持有的代币数量。

持有更多代币的人更有可能被选为下一个块的验证器。奖励来自交易费用,因为在这个过程中不会产生新的代币。

pos是公链中的共识算法,作为pow的一种替换。pow是保证比特币,当前以太坊和许多区块链安全的一种机制,但是pow算法在挖矿过程中,因为破坏环境和浪费电而受到指责,pos试图通过一种不同的机制取代挖矿的概念,从而解决这些问题。

ps机制可以被描述成一种虚拟挖矿,鉴于pow主要依赖于计算硬件的稀缺性,来防止女巫攻击。在pow中,一个用户有可能用一千美元来买计算机,加入网络来挖矿,产生新区块,从而得到奖励。在pos中,用户可以拿到一千美元,买到等值的代币,把这些代币当做押金放在pos机制之中,只要用户就有机会产生,这样用户可以得到奖励。

pos算法如下,存在一个持币人的集合,他们把手中的代币放入pos机制中,这样他们就变成验证者。

4、Gate.io芝麻开门如何理解POW、POS、DPOS共识机制?

在区块链的世界里,保证数字货币正常发行,交易确认,维护网络正常运行等,都离不开共识机制,目前最常见的便是 PoW,PoS,DPoS 三种模式。
PoW,工作量证明机制。 最先运用在比特币挖矿中,提供算力越多的矿工,获得记账权的概率就越大。 这也是早期主流的挖矿方式,因为它算法简单,安全性比较高,但是随着挖矿难度,交易频次的增加,电力资源消耗过大,出块速度慢等缺点显现出来。无法满足现有的交易需求。
因此,PoS,权益证明机制诞生了。 PoS 按照币龄决定获得记账权的概率,币龄是指持币数量乘以持币天数,一旦获得记账权, 币龄就会被清空,相应也会得到挖矿奖励,然后再进行下一轮记账权的争夺。 这种机制不会产生能源消耗,加快了区块产出和交易确认的速度,提高了效率。 但是,PoS 也并不完美,比如拥有大量币的用户,越容易获得出块奖励,从而加大贫富差距。 最终导致过于中心化,这是目前 PoS 无法解决的。
所以,DPoS,股份授权证明机制也应运而生了。 它通过持币用户投票,选举节点进行出块和处理交易,更大的缩短了共识时间,并且还会分红给投票者和区块网络维护节点,作为他们支持和维护的奖励,优化了前两个机制存在的不 足。但是也会面临贿选而导致中心化的问题。
虽然每一种共识机制都有缺点,但都是为了解决区块链三大问题,扩展性,安全性,去中心 化而诞生,因此无优劣之分,都有价值。

5、POW和POS这两种共识机制那个更好?是否可以共存?PGPOW算法是什么?_百度...

1.pow是工作量证明,就是大家熟悉的挖矿,通过数学运算,计算出一个满足规则的随机数,即获得本次记账权,发出本轮需要记录的数据,全网其它节点验证后一起存储。一句话十九是 干的越多,获得越多,就是社会主义,按劳分配,多劳多得。
2.POS 是PoS权益证明,Pow的一种升级共识机制;根据每个节点所占代币的比例和时间;等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度。一句话介绍:持有越多,获得越多。PoS 就是资本主义,按钱分配,钱生钱。
3.前几天看快讯说V神想要解决这个问题。pgpow算法是BIUT公链提出的算法,Polling Group proof of work,融合pos与pow共识算法优势,实现去中心化POW挖矿。

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