PoW 和 PoS 究竟差在哪,為什麼以太幣要來個大轉型成 ETH2.0?

2021/09/24閱讀時間約 4 分鐘
有鑒於 ETH 升級為權益證明(PoS)的消息,加上群組和身邊朋友、長輩對於所謂的 PoW 和 PoS 其實都還不甚了解,所以今天就來寫一篇文章,讓大家更好地理解這兩個共識機制,如果你身邊也有人不懂,那也可以分享過去讓他們能理解這新東西。
OK,在聊聊 PoS 和 PoW 之前,必須先讓大家理解下,為什麼比特幣跟其他幣種都需要這些共識機制?

為何需要共識機制?

在傳統的中心化銀行,你每一筆的交易紀錄都是由銀行直接存在他們的私有資料庫內,也因為如此,其實並不需要一個共識機制,你相信銀行會幫你做好每一筆交易紀錄,不會搞怪,這也就是中心化記帳系統。
但偏偏你也聽過很多聳動的新聞,大意是在說銀行專員會挪用客戶的存款,金額還不小,這也就讓人們開始反思:「把錢存在銀行,如果銀行有竄改記錄,能夠察覺嗎?察覺後,這筆錢還能夠拿得回來嗎??」
當年 2008 金融海嘯後,人民發現過去對政府和金融界的信任,在一夕之間崩壞殆盡,所以中本聰不再信任傳統金融的中心化體系,推出了比特幣白皮書。
因此,強調「去中心化」且使用「分散式帳本」的區塊鏈因應而生。
既然都是分散式帳本了,顧名思義,他就是散落在每個人的電腦上,而非只保存在單一的伺服器/資料庫上。
那這時候你就會想,那每個人是不是都可以從自己的電腦竄改帳本記錄,然後上傳到區塊鏈上?究竟要怎麼驗證帳本的正確性呢?
沒錯,這就是共識機制上場的時候了,用一個如同法條般嚴謹的規則,讓大家好好遵守!
其實你可以把共識機制想像成遊戲規則,當你符合遊戲規則且贏了遊戲,那你就享有記帳的權利和獎勵,但如果被發現你是鑽漏洞才贏的,那當然也有相對應的懲罰!

共識機制的不可能三角

搞懂了共識機制存在的目的,那再來要想的是,我們要打造一個什麼樣的共識機制?符合哪些特性?
在區塊鏈領域中,不可能三角意指:
  1. 去中心化(Decentralization)
  2. 可擴展性(Scability)
  3. 安全性(Security)
那為何叫做不可能三角,其實是因為沒有一個共識機制,能同時滿足以上提到的這三個特性。
以比特幣的 PoW 為例,相信你早就聽說比特幣每秒僅能處理七筆交易,相較於 Visa 每秒可以處理一兩千筆以上的交易紀錄,比特幣根本就是慢到可笑。
但這其實是因為比特幣更著重在「去中心化」和「安全性」,導致「可擴展性(也可稱效能)」極低。
你試想看看,帳本分散在那麼多地方,你又要每個帳本都進行更新,相較於中心化只有一個主要帳本,那怎麼能快的起來!(搞不好以後有解,能夠同時兼顧可擴展性)

PoW(Proof of Work,工作量證明)

區塊鏈中最早出現的共識機制,也是比特幣的共識機制,工作量證明其實就是「猜數字競賽」,這個猜數字必須靠電腦的算力來達成,當算力越高,猜對數字的機率就越高,當你猜對數字就可以獲得記帳的權利和相對應的比特幣報酬。
但也因為需要龐大的算力,導致全世界出現了許多集合大量「運算能力」的「礦場」,造成大量的能源浪費,也是現今被多數人詬病的地方。
現今來說,最夯的以太幣挖礦就是屬於 PoW 機制,算力越高平均報酬越多。
依現在的礦工市場來說,幾乎大多數的礦工都是在挖以太幣,而非比特幣。

PoS(Proof of Stake,權益證明)

PoS 算是為了改善 PoW 所衍生出來的。
相較於 PoW 的算力大比拼,PoS 主要是透過「持幣數量」來作為獎勵的依據,也就是說,你必須買更多且持有這個加密貨幣,才有更高的機率能夠獲得記帳的權利,以及相對應的報酬。
這樣非但解決了能源消耗的問題,同時讓驗證效率提高,也是為何這次 ETH 2.0 會做出 PoW 轉 PoS 的調整,算是符合未來世界的區塊鏈發展趨勢。(至於實作上遇到的困難就先暫且不談XD)
PoW & PoS 的差異比較圖
當然,其實也不僅僅只有以上這兩個共識機制,如果要講完所有的共識機制,而且深談背後邏輯,那可不是一篇貼文就能搞定的!
但我們可以期待的是,當區塊鏈愈加受到重視,或許那個不可能三角,也有機會化為可能。
P.S. 幣安平台幣 BNB 也採用 PoS 的共識機制,且因為這機制衍生出了質押的相關產品,可以有還不錯的年化報酬率,不過是浮動的,隨著質押的幣越多,報酬也會越低。因此,當你越快了解加密貨幣的知識,那麼你更有機會在早期就拿到更棒的回報(因為還不多人知道),這也驗證了我的「投資邊緣人理論」XD

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