一文了解PoW和PoS

先講解甚麼是工作量證明機制（PoW）。所謂的工作量證明機制，是以耗用的時間、準備以及能源作為成本，以決定彼此是否擁有記帳權。這整個機制在1993年首次被學者提出，在幣圈的世界裏，最早的區塊鏈如比特幣以及以太坊都是採用PoW共識機制。就以比特幣為例，通過調節計算難度，保證每次記帳都需要在全網礦工計算約10~15分鐘內，運用大量的運算能力去解一道複雜的數學題的答案，而這個答案是一個隨機數字。在整個運算的過程中，並不存在既定的運算方式和思路，所有礦工唯一需要做的就是不斷代入隨機數，以最快的時間找出答案。

在PoW的計算法裏，要去破解一個密碼，就需要動用到大量的節點，第一個得到答案的礦工會得到獎勵。至於如何去分配記帳權，其實就取決於礦工工作量佔全網的比例。簡單來說，如果礦工越多，能夠獲得的記帳權就越多，獲得新誕生的幣就越多。

PoW的好處在於任何人都能參與，自由度比較高。由於系統本身需要耗用大量資源去建立，因此若要破壞系統，亦須要動用大量資源，因此安全保障都相對較高。

但PoW的問題亦是顯而易見，因為需要動用大量礦工，在挖礦的過程中會消耗大量能源，有時候耗電量可以媲美一個國家，因此這個機制非常不環保。另一個問題就是，PoW機制很依賴計算的設備，因此擁有設備性能越好的人，在PoW算法之下，可以獲得的獎勵就越多。因此這會形成一種不公的現象。同時間，有人亦認為，大量礦工在礦池中挖礦，導致區塊鏈的算力越來越集中，反而違反了區塊鏈去中心化的原則。

權益證明（PoS）是在區塊鏈 公鏈中的一個共識機制，它的出現，主要是希望取代工作量證明PoW ，從而減少為了產生新區塊而進行挖礦的大量運算和能源消耗。 PoS是在2011年首次被提出的共識機制，不需要龐大的電腦計算能力，因此近年成為主流的共識機制。

如果將PoS與PoW相比，兩者的差別在於，PoW是礦工算力的比拼，而PoS則是用加密貨幣抵押量來比拼。PoS主張沒有礦工的存在，因此不需要花大筆錢買礦機或繳交鉅額電費，而是必須花錢買加密貨幣，並將這些加密貨幣抵押在智能合約中。PoS的中心運作模式就是，每當你抵押越多的加密貨幣、抵押的時間越長，而且距離上次獲得記帳權相隔越久，獲得下一次記帳權的機率就越高。我們可以把這個抵押幣想像成押金，抵押金的數量，影響你下一次投票時被選為認證者的機率。

這裏上深化一下抵押時長的概念。抵押時長亦即是幣齡，每個抵押的代幣每天都會產生1幣齡，假設有100枚貨幣被抵押了10天，總幣齡就是1,000。如果被系統獲選為挖掘新區塊的認證者，幣齡就會立即歸零並重新開始累積計算。幣齡除了決定獲選為認證者的機率，亦用來計算在取得記帳權時，能夠獲得多少利息獎勵。

PoS的概念和股權分紅制度相若，參與者可以透過持股比重來獲得分紅，在系統裏擁有較多權益的人，自然亦會主動維繫網路系統的安全，關心社群的權益，因此也擁有較高的決定權。就以以太幣為例，在以太幣2.0中，必須質押32個以太幣才能成為認證者，因此亦有一定入場門檻。

和PoW相比，PoS機制不需要動用大量的電力和設備去競爭挖礦，消除了大量能源消耗的問題，以達致環保的效益。而且，正正是因為不需要動用大量礦工，在PoS共識機制下，每個節點的平均成本較PoW低，經濟負擔相對較低，對節點也比較有利。PoS另一個好處在於其賞罰制度分明，因為每個認證者必須先質押自己的代幣，質押的代幣會被保管在智能合約中，因此認證者一般也不會進行惡意或不尋常的交易，否則抵押的貨幣會遭銷毀 ，認證者本身將遭受一定損失。PoS另一個優點在於，即使認證者擁有一定的話語權，但因為社群的利益等同自己的利益，因此在決策上會以社群整體利益為考量，確保不會有損人利己的行為，以達致整個社群的可持續發展。

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