POS:PoS整體介紹

導讀：“文章會從區塊鏈共識說起，從2008年比特幣PoW開始至今，目前百花齊放的共識有哪些，接下來會告訴你這個系列的主軸ProofofStake（權益證明機制)是什么？提出PoS者對這個共識的描述，以及以太坊創始人V神的看法，以太坊可是在白皮書最初就決定未來會轉型PoS,最后以圖表及數據呈現PoS的未來趨勢，歡迎大家與我們一起學習這個系列，以后看到相關知識點就可以和別人侃侃而談了。”第一章PoS介紹

1.1.什么是區塊鏈共識區塊鏈是由一個一個塊鏈接形成了塊鏈條，每個新塊生成都需要參與驗證人的共同確認，這個共同確認的過程就是區塊鏈共識。區塊鏈從2009年發展到現在，已經演變出多種共識，不同共識以不同方法解決了運行中出現的攻擊，作弊，延時，一致性，最終確定性等等問題。截至2018年，主流的共識算法包括PoW，PoS，BFT，混合共識等，還有一些從主流基礎上演變出來的共識算法，諸如PoA，PoI，DPoS，PBFT等等，百家爭鳴，百花齊放。其中，主流算法里面，PoS應該是當前主流里面的主角。PoS在PoW的基礎上發展而來，更受到當今區塊鏈共識世界里面的推崇。在2014-2017年期間，基于PoS共識打造的區塊鏈逐漸增多，就連市值長期保持第二的以太坊也計劃從PoW轉到PoS。2019年，這些基于PoS的公有鏈會上線主網，屆時我們將看到新一代PoS公鏈站到舞臺中央，讓人們審視。此章節，我們會對PoS共識算法的起源和發展，做一個簡要的總覽。1.2.什么是PoS-股權證明機制共識PoS——股權證明機制，一種主流的區塊鏈共識算法，目的是為了讓區塊鏈里的分布式節點達成共識，它往往和PoW——工作量證明機制一起出現，兩種都被認為是區塊鏈共識算法里面的主流算法之一。PoW于2009年誕生并應用于比特幣，PoS于2011年提出，2012年首個應用該算法的幣種Peercoin誕生。PoS作為后來者，在共識層面借鑒很多PoW的設計，如區塊設計，礦工選擇，分叉處理，交易驗證等，很多對共識的改進和區塊鏈底層有很大的關系，PoS做了大量的改進設置，以滿足基于股權證明的機制，可以說是取其精華去其糟粕。關于PoS的定義，維基百科對其的定義是：一種旨在使加密貨幣區塊鏈網絡達成分布式共識的算法Proofofstake(PoS)isatypeofalgorithmbywhichacryptocurrencyblockchainnetworkaimstoachievedistributedconsensus.記載中，最早在2011年PoS的提出者，對PoS是這樣描述的：我在想，如果比特幣被更廣泛的應用，那么一種基于PoW系統證明的交易，有可能會被基于PoS系統的證明所替代。我的意思是，PoS——股權證明機制，就是以你可以用私鑰證明的比特幣數量為權重，來代替你給比特幣網絡帶來的算力權重，給交易歷史“投票”來證明。I'mwonderingifasbitcoinsbecomemorewidelydistributed,whetheratransitionfromaproofofworkbasedsystemtoaproofofstakeonemighthappen.WhatImeanbyproofofstakeisthatinsteadofyour"vote"ontheacceptedtransactionhistorybeingweightedbytheshareofcomputingresourcesyoubringtothenetwork,it'sweightedbythenumberofbitcoinsyoucanproveyouown,usingyourprivatekeys.以太坊創始人VitalikBurtain也是PoS的提倡者，他在《CaspertheFriendlyFinalityGadget》博客中對PoS的定義是：在一個PoS系統中，區塊鏈的新區塊生成是通過該系統中的持幣人，或者是一個有影響力的持幣機構參與達成的。這比PoW的挖礦具有更高的效率，不需要高性能的硬件，也不需要花費電力。InaPoSsystem,ablockchainappendsandagreesonnewblocksthroughaprocesswhereanyonewhoholdscoinsinsideofthesystemcanparticipate,andtheinfluenceanagenthasisproportionaltothenumberofcoins(or‘stake’)itholds.ThisisavastlymoreefficientalternativetoPoW‘mining’andenablesblockchainstooperatewithoutmining’shighhardwareandelectricitycosts.基于以上的定義，我們對PoS應該有了一個大致的了解：它是一種算法，通過持幣人的同意來達成共識，目的是確定出新區塊，這過程相對于PoW，不需要硬件和電力，且效率更高。PoS共識中引入了Stake的概念，持幣人將代幣進行Staking，然后獲得出塊的機會，PoS共識中會通過選舉算法，按照持幣量比例，選出區塊的礦工。礦工在指定高度完成打包交易，生成新區塊，并廣播區塊，廣播的區塊經過PoS共識中另外一道“門檻”，驗證人驗證交易，通過驗證后，區塊得到確認。這樣一輪PoS的共識過程就進行完成了。分布式網絡中有很多個節點，這節點就是上述講到的Stake，PoS共識所保證的就是，系統足夠安全，不會被外人所破壞，并獨立穩定的運行下去。這其中需要考慮的問題非常的多，這些問題會我會在后面的章節中和大家講明白。1.3.PoS共識的趨勢目前在Top50市值的幣種里面，應用PoS，類PoS和PoS混合共識的種類總共有16種，占總量32%；應用PoW和PoW混合共識的種類總共有22種，占總量40%，PoW+PoS混合共識的種類總共有3種，占比6%。前50市值的幣種中，很多都是從比特幣時代發展起來的，所以我們看到目前占比更多的還是基于PoW共識的幣種，但這其中包含了很多功能類似的分叉幣種，如對BTC的分叉就多達5種，比特現金Bitcoincash，比特愿景BitcoinSV，比特黃金BitcoinGold等,還有ETH上的分叉；還有針對以太坊的以太坊Ethereum和以太坊經典EthereumClassic。如果把重復幣種去除，PoS和PoW的占比就會比較接近了。

Cardano 開發團隊 Input Output 已開源基于 PoS 的數據同步解決方案 Mithril:8月29日消息，Cardano 開發團隊 Input Output 已開源基于 PoS 的數據同步解決方案 Mithril，該方案旨在提高節點間數據同步的速度和效率，通過利用現有網絡提供所有或部分區塊鏈狀態的經過認證的快照來實現。Mithril 將運行在 Cardano 主網之上，參與者共同對當前區塊鏈狀態進行簽名，貢獻比例與質押量成正比，之后所有簽名將被聚合成多重簽名，但需要簽名者總質押量達到閾值時才會被認為有效。[2022/8/29 12:55:36]

圖1市值Top50幣種的共識分類2017年是ICO元年，也是大量公有鏈爆發出來的元年。共有876種幣種進行ICO，總共募資余額62億美元。其中募資額Top20當中，基于PoS共識的幣種有6種，占比30%；基于PoW共識的只有1種，占比5%。其中Tezos為2017年PoS募集之最，總募資額約為2.3億美元。PoW和PoS總量占比都在減少，這和當時大量項目以ETH平臺創建有關系。總體上看，趨勢比較明顯，在未來10年中，PoW會趨向減少，PoS在趨向增多。

Purpose旗下比特幣ETF自5月15日以來增持近2000BTC:數據顯示，截至6月13日，Purpose旗下比特幣ETF已累積19,692.149BTC，在過去7天內增加了284.51BTC，自5月15日以來增加了近2000BTC。[2021/6/14 23:34:22]

圖22017年ICO募資情況2018年，由于整體加密數字通證進入熊市，很多ICO項目沒有得到很好的融資，加上公有鏈項目賽道已經比較擁擠，項目方融不到錢，所以自然關注度降低了很多。但是，這其中也有新的PoS項目涌現，如圖靈獎得主SivioMicali的Algorand，就是基于PoS共識的項目。下面圖3可以看到2018年的融資情況。

圖32018年ICO募資情況

數據：Purpose旗下比特幣ETF過去一周增持約800枚BTC:數據顯示，Purpose旗下比特幣ETF過去一周增持約800枚BTC，目前該基金共持有14889.66枚BTC。[2021/3/27 19:22:46]

動態 | 數據顯示：主流PoW幣年產出顯著高于PoS幣:據Messari數據統計，主流PoW幣種（除BTC）的年產出價值顯著高于主流PoS幣種，說明PoW幣目前仍在市場占主導地位。在統計范圍內的9種PoW幣中（BTC未在列），年挖礦產出的價值總量約23億美金，平均每個幣種的年挖礦產出約2.56億美金，日產出總量約630萬美金。剩余的11種主流PoS幣，平均每個幣種的年Staking產出約0.5億美金，明顯低于主流PoW幣的年挖礦產出水平。（區塊律動BlockBeats）[2019/8/14]

聲音 | Lane Rettig：使用PoS機制現在仍有部分擔憂:1月12日，在“以太坊的窘境與君士坦丁堡保衛戰”為主題的金色直播間內，針對Primitive Ventures創始合伙人Dovey Wan“以太坊內部使用PoS機制發展的治理模型偏好是怎樣？”的提問，以太坊核心技術成員、Ewasm團隊創始成員Lane Rettig表示，使用PoS機制目前仍有部分擔憂，這是一項新技術，還沒有得到廣泛的測試。部署“寧靜”將會分階段性地一步一步來。更重要的是，其在一段時間內都不會觸及到以太坊的主網，兩者將會并行進行，所以就算新的PoS鏈出現了問題，其并不會對以太坊“遺留”下來的主網產生任何影響。[2019/1/13]

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