区块链入门PoS Proof of Stake
汉服爱好者清璃
发表于 2022-12-23 23:25:37
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PoS英文全称是 Proof of Stake，翻译成中文就是权益证明 。简单的说PoS就是一个根据持有代币的量和时间，进行利息发放和区块产生的机制。5 s8 N4 }9 @" G z, L% w
2012年，Sunny King提出了PoS的概念，并首先在Peercoin（点点币）中实现了1.0版的PoS。' {$ X. q* s; v# m) Z% P7 C" |
PoS原理
在讲原理之前，我们先讲一个概念，币龄，英文是 CoinAge （币龄 = 代币数 ×持币时长）， 比如你持有100个币，总共持有10天，那么你的币龄就为1000。币龄越大，权益就越大，那么获得下一个新区块的几率就越大，这就是获得区块奖励的方式。
但币龄不会一直增长，在两种情况下会被清零：
5 M8 l7 N, E3 g+ X# {& r& S
1.当获得了一个新区块之后，币龄就会被清空为零；
( Y& K* @* c5 ~ M0 g
2.把一个地址上的币转移到任意其他地址，币龄就在转移过程中被花费了，币数量不变，但是币龄变为零。2.把一个地址上的币转移到任意其他地址，币龄就在转移过程中被花费了，币数量不变，但是币龄变为零。
( p e* O, w8 Y! z1 ^
总体而言，PoS系统中存在一个持币人的集合，他们把手中的代币放入PoS机制中，这样他们就变成区块验证者。如对区块链最前面的一个区块而言，PoS算法在验证者中随机选择一个（被选中的概率与他们投入的币龄成正比），给他权利产生下一个区块。该验证者会检查其中所有的交易的有效性，检查完毕后，它会对这个区块签名并加入区块链。作为奖励，验证者收到块中与每笔交易相关的费用。
如果在一定时间内，该验证者没有产生一个区块，则选出第二个验证者产生新区块。0 t* K7 Q) w) v
那么，我们怎么防止验证者欺诈呢？如果验证者欺诈，他将失去他的权益。只要权益高于从交易费中获得的金额，我们就相信他会的履行好自己的职责。9 i# u1 v3 l. a, G
如果他不再是验证者，他的权益加上他所得的交易费将返还给他。但不是马上就返还他，而是要在一段时间之后，因为如果发现了他有欺诈行为，可以“惩罚”他。& E2 ?) A. T( t$ u, L* [
PoS实现
; _( X) B( _0 Z# V7 w) B! Y
通过上一篇介绍PoW的文章我们知道了挖矿的基本逻辑和步骤，就是先寻求一个随机数B 使得hash（B）＜ 目标值。从公式中我们可以看到，PoW下所有矿工的目标值是一样的，只要计算结果哈希小于目标值即可。( I/ B: ]- {% a! b
' \ A7 b3 E* o8 O- M. v P+ K
而在PoS系统中，这个公式变更为：1 k* |7 w) S4 M9 j1 A
3 Q2 w1 y7 b. G/ k& v
hash（B）
公式中的Target与全网难度成反比，是用来控制出块速度的。可以看出币龄这个变量会造成每个验证者看到的目标值不一样，币龄越大，获得答案越容易。
3 H' _% U N5 i4 I8 q
PoS优缺点
优点：
5 w: X( X. B* r$ _4 C) s
在一定程度上缩短了共识达成的时间。0 v" s, f4 a* l2 i
* C$ g$ s+ w8 P: Y7 M& k
不再需要大量消耗能源挖矿。1 b8 ] u8 ?/ h# p
缺点：) B2 C1 ^) N, ]6 L, a+ Q* Q
极端的情况下会带来中心化的结果。
) [+ F; }' X# t U
全节点确认时间过长，没有解决商业应用的痛点。. v5 A! O0 e/ x8 F5 C/ Q
使“富者更富”，在POS体系下，新获得POS权益的能力受已持有POS权益的绝对限制。0 f7 T, }3 w: J% m8 i) e
成为第一个吐槽的人
