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小白问答 | 12个问题答疑 帮你理清POS权益证明

比特家通过问答的形式,帮助大家梳理一下POS权益证明的相关知识。

所谓“外行看热闹,内行看门道”,很多小白都迫切想要参与到这场属于区块链的时代洪流中来,然而区块链因其所具备的专业性、复杂性、综合性,在无形中筑起了认知的高墙,让很多普通人难以靠近,这对区块链技术的普及显然是不甚利好的。
基于此,比特家特别策划了「小白问答」专题,帮助小白降低区块链的认知门槛,也希望小白通过学习能够鉴别出真正靠谱的区块链项目。

对于什么是POS共识机制以及POS机制运行原理很多小白们明显存在着认知模糊和认知偏差的问题,今天比特家就通过问答的形式,帮助大家梳理一下POS权益证明的相关知识。
Q1】小白:为什么后来很多加密货币不继续使用比特币的POW共识机制,反而使用POS共识机制了呢?
比特家:这是由于POW工作量证明机制存在很多明显的弊端,比如算力过度集中,资源消耗高、持币者权力弱等问题,同时POW共识机制下每次达成共识都需要全网所有节点共同参与运算,性能效率也比较低。
鉴于POW共识机制存在诸多弊端,人们提出了工作量证明的替代方案,权益证明POS就是其中的一种方法。 
【Q2】小白:那到底什么是POS呢?
比特家:POS权益证明要求用户证明拥有某些数量的货币,拥有了一定数量的货币就拥有了对货币的权益。简单来说,权益证明就是根据你持有某种货币的量和时间,给你发利息的一个制度。 
【Q3】小白:POW和POS的区别是什么?
比特家:POW以算力竞争记账权利;POS以权益竞争记账权利。POW机制是干的越多,得到越多;POS机制是持有越多,获得越多。 
【Q4】小白:POS的优势是什么?
比特家:POS权益证明机制无需消耗大量的计算进行记账权的争夺,一定程度上缩短了共识达成的时间,这样就节约了资源,同时也体现了持币者的利益,这样才会有更多人加入到区块链网络中来。
【Q5】小白:最早使用POW工作量证明的是比特币,那最早使用POS权益证明的是哪个币呢?
比特家:POS最早在2012年8月,由点点币(PPCoin,简称PPC)首次实现。 
点点币在SHA-256哈希运算的难度方面引入了币龄(每个币每天产生1币龄)的概念,使得难度与交易输入的币龄成反比。
【Q6】小白:币龄是如何计算出来的?
比特家:比如,在PPC中,币龄被定义为币的数量与币所拥有的天数的乘积,这使得币龄能够反映交易时刻用户所拥有的货币权益。 你持有100个币,总共持有了30天,那么,此时你的币龄就为3000。
币龄数值越大,就越有可能获得记账权,这样就能获得区块链奖励的新币。
【Q7】小白:我的币龄最长,是不是就可以一直记账,获得区块链奖励了?
比特家:这个说法是错误的,POS共识机制为了保证整个网络节点的去中心化属性,会在你发现一个新的POS区块的时候将你的币龄就会被清空为0。
以点点币为例,当你每被清空365币龄的时候,你才会从区块中获得0.01个币的利息,那么,利息=3000*1%/365=0.08个币,这个币的奖励就相当于挖矿所得。 
【Q8】小白:持币多的人那批人不是就可以控制整个区块网络了吗
比特家:还是以点点币为例,点点币的POS机制结合了随机化与币龄的概念,未使用至少30天的币可以参与竞争下一区块,越久和越大的币才有更大的可能去签名下一区块。 
一旦币的权益被用于签名一个区块,则币龄将清为零,这样必须等待至少30日才能签署另一区块;同时,为防止非常老或非常大的权益控制区块链,寻找下一区块的最大概率在90天后达到最大值,这一过程很好地保护了网络。
这一系列措施得恶意攻击变得非常困难,因为没有集中的矿池需求,而且购买半数以上的币的开销似乎超过获得51%的工作量证明的哈希计算能力。 
【Q9】小白:既然持币越多越有可能获得区块奖励,那么POS如何确保持币少的人的利益呢?
比特家:POS必须采用某种方法定义任意区块链中的下一合法区块,如果单纯依据账户结余来选择记账者必然导致中心化。针对这个问题人们已经设计了其他不同的方法来选择下一合法区块。 
一是随机区块选择: 
未来币和黑币采用随机方法预测下一合法区块,使用公式查找与权益大小相结合的最小哈希值。由于权益公开,每个节点都可以合理的准确预测哪个账户有权建立区块。 
二基于权益速度的选择: 
瑞迪币引入权益速度证明,即鼓励钱币的流动而非囤积。通过给币龄引入指数衰减函数,使得1币的币龄不会超过2币月。 
【Q10】小白:为什么说POS机制下更多人愿意参与到区块链网络的建设中来?
我们都知道,比特币的区块产量每4年会减半,在不久的未来,随着比特币区块的产量越来越低,矿工挖矿的动力将会不断下降,矿工人数会越来越少,整个比特币网络有可能会逐渐陷入瘫痪(因为大家都减少了运行比特币客户端的时间,因此越来越难找到一个P2P节点去连接和同步网络数
而在在POS体系中,只有运行节点,才能发现POS区块,才会获得利息。这促使很多不想挖矿的人,也会常常打开自己的钱包客户端,保持节点活性,这帮助了P2P货币网络的健壮。 
其次,若干年后,随着矿工人数的下降,比特币很有可能被一些高算力的人或团队或矿池进行51%攻击,导致整个比特币网络崩溃。 
【Q11】小白:掌握51%算力的矿工可以对比特币网络发起攻击,那么持币超过51%的POS矿工对区块链发起攻击怎么办?
51%攻击,简单来说,就是当你拥有了超过全网51%的比特币算力时,你将能伪造比特币网络的任何数据,比如你伪造你有一百万个比特币但实际上你没有。 
而在POS体系中,即使你拥有了全网51%的算力,也未必能够进行51%攻击。因为,有一部分货币并不是挖矿产生的,而是由生成POS区块的利息产生,这要求攻击者还需要持有全球超过51%的货币量,这大大提高了51%攻击的难度。 
【Q12】小白:POS是一个完美的共识机制吗?
POS肯定不完美,仍然存在一些缺陷。因为POS依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式,还是需要运行大量节点来维护整个区块链网络,它本质上没有解决区块链商业应用的痛点;另外,尽管作恶的成本比POW工作量证明高数倍,但是POS理论上仍旧存在着持币首富作恶的可能性。

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