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。
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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。( e" J0 N% G+ A- K
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：
1.当获得了一个新区块之后，币龄就会被清空为零；3 C' g' h1 V/ i! _
) D: s" o6 }+ u( d- ~2 f
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。* F5 { `: m0 M: s
9 W/ j- e. |; z; @+ G
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。: V4 o- X* N& K% ]$ ?: l
' d( T+ c: _) f( O+ B
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。( z3 q. m u! X
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。* G; s1 L ^3 @& [/ X; E- g
% t- C. A1 o9 I- c/ o
PoS实现& e3 k" G$ T; e0 Z" N3 s5 ]& G& Q
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。
- i2 P S7 M. h( x
而在PoS系统中，这个公式变更为：& _# B3 ~3 R5 i' ~& ~# V$ |
hash（B）1 s! o# X% K5 ~: M* W7 E. |7 m6 y( q: X$ z
5 d5 Q" ^9 k& J$ e
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。- e a- q# ~' `
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PoS优缺点
优点：
在一定程度上缩短了共识达成的时间。0 ^# k- q* U5 p6 G& g
不再需要大量消耗能源挖矿。 C4 ?2 K q6 p3 J; T
缺点：2 s& }' R# Q6 L' @
极端的情况下会带来中心化的结果。, v8 {6 m' a a8 r" @
全节点确认时间过长，没有解决商业应用的痛点。6 N: a0 F# ?$ c
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。6 D# `0 G6 S" {" k
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