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。
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: E# J: s) V. F% \
PoS原理* r7 S6 k4 U( U/ c
& ^& ^* P/ [/ L `9 \) d: X
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。9 P* ^, S. X$ U
' w: ?( v9 B# G
但币龄不会一直增长,在两种情况下会被清零:
+ C2 Q: g1 z! {& m
1.当获得了一个新区块之后,币龄就会被清空为零;; v; |; W: z, R$ p/ y
' u- p) A0 Q! s$ ?# `9 u! c* u
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。6 @0 E. p2 e8 X- d. k0 M: ~
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。$ ~! Q% g' z' S- b
4 S3 ~7 W8 Q6 ?. O
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。# v. F& |! {* j$ C
+ |7 |! Q# i; q$ F
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。' Y/ A0 r A) U, l# \
4 ` ]+ ^9 G% C2 }+ 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。; x' J: _1 T7 I& P6 R6 G9 I
PoS实现
( P, e" x; I) d+ {7 Q. d
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。
而在PoS系统中,这个公式变更为: l$ |6 ~+ }2 |, P' H
hash(B)
. t4 c7 G' }9 [$ f7 ]- g
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。 [; W$ q5 o6 a: U, Z
0 \; c! t+ p1 X8 U+ I
PoS优缺点
3 T0 }: S- h( R( M1 H
优点:
& t1 g3 p2 W4 i1 P5 p2 |
在一定程度上缩短了共识达成的时间。6 N% d5 b1 r5 j5 n
不再需要大量消耗能源挖矿。
& f6 m. q) R2 u' ?$ w
缺点:$ o' {2 g* _! U2 V
! h n" v% C b) ^8 W3 h2 m
极端的情况下会带来中心化的结果。$ M" r) }4 Q o
: v' n$ t; ^1 x" h' ~' L4 I
全节点确认时间过长,没有解决商业应用的痛点。
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。
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