“深刻”往往与浅薄相伴随,我自行文以来自称是经历了一个浅薄到深刻的过程,这点大家可以从我始发文章到如今的成长路径看出,其中对我有着深刻意义的教训来自POW和POS共识机制,今天我要讲一讲POW和POS的区别。
POW和POS共识机制在币乎的文章没有1000篇也有500篇,算是一个很老的话题。今天为甚么又把他翻出来呢,同样源于深刻一词,带着我的深刻我们一起看下去。
关于POW
PoW(工作量证明)机制最早应用于Adam Back 1996年提出的Hashcash中,而后被中本聪改造为以“挖矿”形式实现区块链一致性的共识机制。
在比特币网络,争得生成新区块权力的矿工将能获得相应的比特币作为奖励;而竞争过程中则需矿工以最快速度计算出符合要求的Block Hash(区块哈希值)。由于哈希函数是无法预测的随机散列函数,所以计算出符合要求的哈希值具有一定难度,需耗费大量算力才能获得被所有节点认可的结果。而这整个过程中,矿工贡献的算力就是上面所说的“工作量”。
POW的方法最直观——哈希函数是密码学上计算难度经过反复验证的东西,所以用它来做证明是最有效不过的。每发一条消息(上传一个区块)的时候,你要证明你付出了一定的算力,你的证据就是某串你加在区块里的无意义字符串,而加上这个字符串之后,你的区块的哈希值正好小于某个数。哈希函数的特性告诉我们,你没有任何取巧的方法可以做到这一点——唯一的可能是,你真的一个一个字符串地去试了。所以,我们知道你确实付出了很多的代价才能给出这么一个字符串。
然而,POW不是没有缺陷,除了大量消耗能源之外,POW的另外一个问题是它的价值回路必须要通过外部输入。也就是说,采用POW的数字货币仍旧不是理想状态的数字货币,因为它们的安全性不直接与使用者相关,而是要通过矿工这个媒介。由于算法确定、难度一致,再加上链上每个区块都引用了前一区块的哈希值;所以想要伪造区块,就需要将该区块以及后续区块相应难度值的哈希函数再重新计算一遍;而这往往要耗费非常高额的成本以及代价才能实现。而随着网络上算力的增大,篡改以及攻击区块链数据的难度和产生的经济负数几乎无人可以承担。
所以我们总结的来说,POW共识机制把安全性交给了数学和能量消耗。作为数字黄金的比特币在链上的完全性和去中心化是最可靠的和最完整的,毕竟中本聪的出发点就来源于此。
关于POS
POS:proof of stake,称为股权证明。Pos机制是一个新的机制,在bitcoin出现后,不断摸索出来,到现在为止pos还一直在不断改进中。
Pos机制简单理解为,网络中节点中打开自己钱包,上线后,增加权重,在pow中依靠计算算力决定区块的产生,那么pos中使用虚拟货币的数量作为抵押,从而有一定几率产生区块。同时也会产生一部分理论,理解为银行中存钱获得利息的概念。Pos在点点币中最开始使用。
运行机制:网络中节点把节点中的数字货币放入pos机制中,身份转变为验证者,pos机制在这些验证者中随机选择一个做为区块的产生者,当然这个随机和投入的数字货币数量有关系,投入多的币自然比少的被选取的概率要大,根据数量比例基本成正比。当然在一定的时间内,这个被pos选出来的生成者没有生成区块,那么就再次选择下一个验证者。至于有效链,这个遵循区块链的最长链原则。概括理解:手上的数字货币越多产生区块的可能性就越大。
总结的来说POS类的共识机制把系统的安全性交给了人性的博弈。这是POW和POS之间的最大区别,再来看看延伸到EOS的DPOS(股份授权证明)。
关于DPOS和机械化区分的几点思考
股份授权证明是Dan Larimar在2014年4月3日同名的白皮书中首次提出的共识算法。而EOS让DPOS让众人熟知。在EOS.IO软件的区块链token持有人可以通过连续投票系统选择区块生产者,并且任何人都可以选择参与区块的生产,以及有机会按照所获得的总投票占比(与其他生产者的比例)生产区块。对于私有链,管理层可以使用token添加或删除技术人员。简单的理解:有点类似股份有限公司,你持有具有股权的股票,那么你就可以行使对应数量的股票权力。
一般情况下,DPOS机制的区块链不会经历任何分叉,因为区块生产者是合作产生区块而不竞争区块。一个分叉链有更多的区块生产者,它的链长度增加的更快。除此之处,不允许有一个区块生产者同时在两个链中。如果区块生产者被抓到这样做很可能会被投票出局。这种双重生产的密码学凭证可以用于自动移除滥用行为的生产者。
DPOS和POW最大的区别在于竞争和合作的关系,POW通过挖矿的算力来获得奖励,而DPOS通过合作来获得奖励。
我们常常诟病EOS并不是完全的去中心化,难道只是为了去中心化而发明区块链吗?我看不完全是。比特币的初衷或许就是为了去中心,而EOS主要的目的是搭建DAPP保证主网能够快速的运行,比特币的存在是单纯为数字货币服务的,作为链上黄金比特币跟EOS之间没有可比性。我们常常跟风要去中心化,这其实就源于一种机械化思考,而人类是灵活多变、充满智慧的,需要什么我们就创造什么,我们需要链上的应用来解决在传统互联网中存在的问题,那么国外的EOS、国内的本体网络就应运而生,至于是否是去中心化,或者达到“足够的”去中心化,还需要时间来验证。
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