工作量证明与权益证明:加密货币算法解释

在当今的现代经济中,银行和政府拥有绝对的权力和权威来接受或拒绝涉及法定货币(例如美元)的交易。

像比特币这样的加密货币采用了不同的方法,从而消除了对此类授权的需求。在没有这样的监管机构的情况下,数字货币使用共识机制来确保公平治理,这类似于民主制度。

工作量证明(PoW)和权益证明(PoS)是当今使用的两个最著名的共识机制。在探索这些共识机制在现代加密货币中如何工作之前,我们必须首先了解为什么首先需要它们。

区块链和共识机制:它们是什么?

简而言之,区块链是交易的数字分类账。比特币是世界上第一个基于区块链的加密货币,于2009年率先提出了这一概念。自发布以来,与比特币有关的每笔交易都已记录到其区块链中,可以随时公开查看和验证。

从表面上看,将新交易添加到分类账听起来像是一项简单的任务,但实际流程需要包括一些保护措施。这是因为没有人应该能够向区块链提交欺诈性交易,也没有人应该能够以自己的喜好更改过去的交易。

相反,必须提出新交易并验证其准确性。

加密货币网络上的其他参与者自愿验证新交易的真实性,以换取奖励。这个验证过程就是我们所谓的“共识机制”或算法。每隔几分钟验证一次新交易,具体取决于所讨论的加密货币。

比特币使用工作量证明(PoW)共识机制,而以太坊目前正在从PoW过渡到支持权益证明(PoS)。

工作量证明(PoW):简介

如上所述,工作量证明是第一个共识算法,并且绝大多数加密货币都在使用它。在基于PoW的加密货币中,交易由竞争获得奖励的“矿工”确认。

矿工完成困难的“任务”,以将新的交易块添加到区块链。这通常涉及解决复杂的数学问题,例如密码哈希函数,这需要大量的计算资源。

利用这种“工作”的概念,网络可以防止恶意和欺诈行为。为了使基于PoW的加密货币受到威胁,攻击者必须贡献巨大的计算能力。在像比特币这样的大型成熟网络中,这根本是不可行的,也是不可能的。

一旦矿工找到了针对特定区块哈希函数的解决方案,他们的结果就可以轻松验证。然后网络上的其他参与者验证矿工的结果,并批准将该区块添加到区块链中。

矿工如何通过PoW加密货币获利

来自世界各地的矿工相互竞争,在其他任何人面前找到解决方案。最快的矿工将获得块奖励,这通常是可观的。例如,比特币目前以6.25 BTC奖励成功的矿工,价值远高于300,000美元。即使一个矿工每天仅幸运地能够开采少量的区块,其潜在的巨大潜力也是巨大的。

在大多数加密货币中,解决加密哈希函数的难度是可变的,并且取决于网络上的计算能力。例如,比特币旨在每十分钟生成一次区块。

但是,如果矿工的数量突然增加,则可能会更快地生成块。为了解决这个问题,难度每隔2016个区块都会调整一次。换句话说,更多的矿工加入网络减少了为其他所有人找到障碍物的可能性。

这些天来,几乎没有一个人拥有和操作足够的计算能力来在比赛之前找到一个障碍。这就是采矿池的来源。

矿池汇集了来自全球数千名矿工的计算能力,以提高他们找到区块的机会。这样,即使是预算低的业余爱好矿工也可以从中获利。如果矿池设法找到一个区块,则奖励将在所有参与的矿工之间分配,与他们的计算贡献成正比。

股权证明:更现代的共识机制?

不同于2009年在比特币上首次亮相的工作量证明,权益证明共识机制直到最近才广为人知。以太坊是世界第二大加密货币,目前正在采用PoS作为其ETH 2.0升级策略的一部分

股权证明与区块链网络中的交易验证完全不同。 PoS网络不再依赖矿工提供计算能力,而是将投票特权分配给加密货币所有者。顾名思义,用户必须“持有”他们的加密货币资产才能对新交易的合法性进行投票。

基于PoS的加密货币中的交易验证器被认为是诚实的,因为他们对保持自己的资产安全具有浓厚的兴趣。毕竟,对网络的成功攻击只会削弱他们自己的利益。

例如,以太坊要求用户至少投入32 ETH才能成为验证者。从那时起,这32个ETH被锁定了一段时间。然后,要求个人不时地验证几个区块。

但是,如果其他验证者认为他们的投票是恶意的,则他们所抵押的ETH将因行为不检而被没收。同时,诚实的验证者也会得到奖励。

与PoW相比,股权证明显着降低了计算要求-显着降低了验证者的进入门槛。实际上,您甚至可以开始使用像Raspberry Pi这样的小型低成本计算机。由于没有解决难题或难题的麻烦,因此交易也可以更快地得到验证,从而可以更快地进行确认。

话虽如此,只有相对富裕的参与者才能负担得起大量的加密货币赌注,从而创建了一个不同但仍很重要的进入壁垒。例如,以太坊的最低32 ETH要求意味着个人需要锁定价值70,000美元的数字货币才能开始下注。

PoS是加密货币的未来吗?

尽管有权益证明的优势,但许多加密货币并不急于很快迁移。其中最主要的是比特币,其开发者和社区成员认为没有理由放弃PoW。

即使工作量证明是一种计算量很大的机制(这会带来巨大的环境成本),但它是目前最稳定且最耐攻击的机制。

在过去的十年中,比特币经过充分的战斗测试,可以维持1万亿美元的市值而无需担心受到攻击。这种稳定性还无意间导致了加密货币在政府和投资银行家中被用作价值存储的手段。

另一方面,以太坊需要创新,因为它服务于完全不同的用例。自成立以来,以太坊最初旨在成为一个智能合约和Web 3.0平台。为此,以太坊需要每秒以象征性的费用处理数千笔交易。

归根结底,这两种共识机制在加密货币生态系统中均占有一席之地。