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比特池塘 区块链前沿 正文

区块链入门PoS Proof of Stake

汉服爱好者清璃
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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。( v. n! C# ^0 j; s/ A1 T& P9 r

5 i4 o) J4 q2 T: Y* f( e2012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。& p4 I! s+ \8 V( z  G! Q

2 Y% U* J, Z% X. DPoS原理
1 w5 L$ c1 ^& n6 ^: g6 I9 G/ D% M6 a: J' B9 C5 g
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。) R  ?; `7 |# a5 n1 X9 K

, F' y7 d; C, t1 `+ j- D: L但币龄不会一直增长,在两种情况下会被清零:$ c& o) a0 v; A! c# w
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1.当获得了一个新区块之后,币龄就会被清空为零;
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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。
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. [+ H! h% p5 T; l: v; ]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。6 }" a) k8 x/ m4 [' r

- I; t2 w  |5 X" n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。' g5 E) A5 Z5 e$ K5 v8 V
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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。
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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。
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# U6 V) n2 _/ R% x% y# f& x2 c' YPoS实现# {" S6 `* x# |- b, y; e8 N
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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。4 J) c6 v) W, x' A/ j! h  x/ |. N1 D
, M  n: s; t) k/ Z6 F3 f9 i1 d
而在PoS系统中,这个公式变更为:7 }- U1 h% [; P. G/ v7 v3 w
8 p7 f5 L5 r  c2 F% U$ V7 U- k9 }& X
hash(B)
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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。% G2 ]) ?9 p6 D, X
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PoS优缺点/ C; C$ ^2 q& M. R5 Q6 D! R! y
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优点:
: F$ w) a4 G2 L% L, q* x$ X7 k1 J3 ^  B) S5 h+ d7 k$ @
在一定程度上缩短了共识达成的时间。
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. u: I# \6 v% o  V, _: c* {不再需要大量消耗能源挖矿。
: T( n# i' ^0 j9 |) {- Y, E7 u% G' ^( ~0 n7 \! u' v+ q( n! \
缺点:% M3 d) h0 D# u( ^

9 F! g. F9 X% d4 N* H, f7 S# l极端的情况下会带来中心化的结果。) F1 L8 Z0 x" T& p5 B! w
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全节点确认时间过长,没有解决商业应用的痛点。4 [1 D1 h: |  {: L" Y
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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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