PoW向来以其耗能过大而被人诟病,现在以太坊作为区块链领域最大、生态最繁荣的公链,将其验证机制由PoW转向PoS,引起了圈内的重要关注。
区块链的本质是一个去中心化的账本,这个账本与传统会计记账的账本不同,是人人都可以参与记账的公共账本。
中心化的场景要达成一致意见非常容易,但分布式环境因节点之间的通信可能不可靠、有延迟、出现故障,甚至节点直接宕机等,统一意见非常困难。
因此,在去中心化的应用中必须有一个大家都认可“怎样记账才是有效”的规则(即所谓的共识机制),才能让应用正常运转下去。毫不夸张地说,共识机制是区块链的灵魂。
目前来看,区块链领域有共识有十余种之多,主要的共识机制有PoW、PoS、DPoS三种,没有一种共识机制是完美无缺的,那么,以太坊将其验证机制转向PoS是否意味着PoW过时了呢?
首先我们来了解下不同共识机制的工作原理:
PoW:工作量证明
工作量证明:Proof of Work,简称PoW,最初是作为一种反垃圾邮件的机制而引入的。
PoW 的核心是要求机器耗费电力(资源)做一些工作,以避免产生“无利害关系”的垃圾信息,从而阻止拒绝服务攻击和滥用垃圾邮件等。
区块链通过 PoW 将反垃圾邮件措施机智巧妙地引入到了 P2P 通信协议中,通过让矿工们相互竞争,并与货币激励相结合,从而在用户之间建立信任的机制。
通过 PoW 比特币建立了完全去中心化,公平公正的管理机构,用户(即节点)之间实现了公平竞争,谁先解出题目,谁就获得相应收益。
PoW 是非常完美的机制,已经平衡运行了14年的时间。但是其缺点也很明显,能源浪费严重。因参与计算的节点都要耗费算力,而最终有效的记账权只有一个用户,其他的都是做无用功。比特币也因每年消耗几十亿美元的电力而遭人诟病。
为了减少能源消耗的同时保证应用的安全,Pos机制就诞生了。
PoS :权益证明
权益证明,Proof of Stake,简称PoS,其通过不同的工作机制允许用户在彼此不信任的情况下达成共识。
PoS 没有矿工,不需要节点来挖矿。PoS 的代币持有者只需要质押一定数量的币,然后节点就可以验证交易了。如果验证者试图双花,就会失去自己的质押代币,这就是要求大家不要乱来。
PoS 的优点是耗能少、达成共识的时间短、作恶成本高昂。缺点也很明显,因为持有的币越多,时间越长,分配的收益越大,获得的币越多,持币趋于集中化;同时,持币有收益分配,就没有动力去套现,导致币的流动性变差。
DPoS:委托权益证明机制
委托权益证明机制,Delegated Proof of Stake,简称DPoS,是在 PoS 基础上优化而来。
DPoS 创造了一个直接取决于代表声誉的投票系统,和股份制公司类似,普通的股民不能进董事会,要通过投票选举代表来组成董事会,用每个人手上的数字货币计算权重,再根据权重投票选举出能代表他们权益的人,代理记账。
DPoS 的优点是,记账节点数量少,协作高效,记账效率高。其缺点是减弱了去中心化的程度,由选出的代表进行记账,存在一定的中心化控制。
目前,还没有任何一种共识机制是完美的,都有各自的短板。
但是就去中心化和安全性而言,老谭认为PoW是最优的,虽然耗费能源是短板,但是大部分矿池使用的是可再生能源,同时随着能源成本的降低,这个缺点并不见得是一个很大的问题。
反观Pos和DPos,为改善能源消耗而改为抵押权及委托代理人的机制,看上去效率提升、性能增加,但实质却更加中心化了,这与区块链去中心化的宗旨是相违背的。
当然了,以太坊需要承担众多应用与功能,做适当变通是必要的,但这并不表明Pow将被淘汰。
相反,由于PoW极致的去中心化、安全性强,反而能真正担当数字黄金的重任,成为其他虚拟货币的锚定对象。
未来,随着区块链技术的不断发展,共识机制也会不断优化,或许会产生更优的共识机制。