POA:五大問題讀透PoA共識算法

本文將回答以下問題：什么是權威證明？它如何工作？有何利弊？哪些區塊鏈使用PoA？PoA與PoW、PoS比起來呢？

自2009年比特幣問世以來，加密貨幣領域有了翻天覆地的變化。除了眾所周知的PoW算法和PoS算法之外，還有其它在區塊鏈內部達成共識的可替代機制。PoA算法的出現絕非偶然，因為上述算法皆有不足，而PoA正是為了彌補上述算法的不足而出現的。

目前，PoA已投入實踐，被認為是一種更有效的替代方案，因為PoA算法每秒可處理的交易量更多。但是，PoA并不是只有交易處理速度快這一個優點。PoA特點是什么？本指南可幫助你了解PoA算法的原理。

什么是PoA？

PoA是一種基于聲譽的共識算法，為區塊鏈提供實用且有效的解決方案。PoA一詞是由以太坊聯合創始人、以太坊前技術專家GavinWood于2017年提出。

PoA共識算法使用的是身份的價值，這意味著，礦工憑借的不是抵押的加密貨幣而是個人的信譽而被選為區塊的驗證者。因此，PoA區塊鏈是由可信任的驗證節點保護的。

社科院專家：元宇宙是雙刃劍，將帶來五大巨變:11月15日消息，中國社會科學院數量經濟與技術經濟研究所信息化與網絡經濟研究室副主任、中國社會科學院信息化研究中心秘書長左鵬飛接受中新網“中國新觀察”欄目專訪時表示，我們距離元宇宙基本場景的實現大概需要10-20年時間。元宇宙將給我們的生活和社會經濟發展帶來五個方面的巨變：

一是從技術創新和協作方式上，進一步提高社會生產效率；二是催生出一系列新技術新業態新模式，促進傳統產業變革；三是推動文創產業跨界衍生，極大刺激信息消費；四是重構工作生活方式，大量工作和生活將在虛擬世界發生；五是推動智慧城市建設，創新社會治理模式。（中國新聞網）[2021/11/15 6:52:35]

PoA模型是基于有限的驗證節點，這使PoA系統成為可擴展的系統。區塊和交易都是由已被認可過的參與者驗證的，已被認可過的參與者是系統的管理者。

以下是Oracles.org公司對PoA的一個精彩介紹：

民盟中央經濟委副主任：區塊鏈在解決新型空間多元化等問題中可發揮五大作用:針對區塊鏈技術助力政府數字化治理的問題，民盟中央經濟委副主任、中國城市和小城鎮改革發展研究中心研究員馮奎以長江經濟帶與成渝地區雙城經濟圈的發展計劃為例，指出區塊鏈技術在解決新型空間多元化、數據分散化等問題中可發揮的五大作用：“一是以共識機制推動在新型空間形成利益共同體。二是通過智能合約打造透明可信任的應用場景。三是通過數據共享構建聯合協同的決策機制。四是通過優化政府服務流程提高政務商務效能。五是通過促進要素流動提升市場化配置效率。”（人民網）[2020/5/30]

PoA算法可以應用于各種場景，在物流應用方面被認為是絕佳之選。例如，

當涉及供應鏈時，

PoA被認為是更有效、更合理的解決方案。

PoA是如何工作的？

驗證者運行軟件以將交易打包到區塊。交易打包到區塊的過程是自動化的，不需要驗證者持續監控計算機。但是，需要驗證者保證自身硬件設施一直處于良好的狀態。

成為PoA驗證者的三個基本條件：

動態 | 中國平安不斷強化區塊鏈等核心技術領域研究，全面支撐五大生態圈建設:近年來，通過“金融+科技”“金融+生態”，中國平安充分發揮社會資本在創新管理上的優勢，致力于打造“醫療生態圈”，持續加大醫藥產業與醫療科技創新兩大領域投入，將區塊鏈、云計算、人工智能等領先技術廣泛運用于智慧醫療建設及醫療科技創新，優化醫療資源配置，實現行業醫療資源共享，提升服務水平。當前，中國平安不斷強化人工智能、區塊鏈、云三大核心技術領域研究，全面支撐“金融服務、醫療健康、汽車服務、房產服務、智慧城市”五大生態圈建設。（中國經營報）[2020/2/22]

1.驗證者必須在網絡上正式驗證過身份，并且能在公共領域中查到身份信息；

2.驗證者首先得有權確認收益、評估區塊才可以獲得權力；

3.建立權威的檢查和程序應該保持一致。

PoA算法下，通過獲得驗證者權利才可能成為驗證者，所以成功成為驗證者的人都想要守住這來之不易的席位。為了避免破壞驗證者的聲譽，驗證者維持正常交易過程是有獎勵的。因此，大多數參與者都很重視來之不易的身份——驗證者。

聲音 | 港交所：區塊鏈應用于證券交易結算共五大優勢:香港交易所首席中國經濟學家辦公室和創新實驗室發布研究報告《金融科技的運用和監管框架》，描述了區塊鏈應用于證券交易結算流程的主要優勢：第一，利用區塊鏈技術當交易發生時就可開始進行清算及交收，極大的縮減結算時間。第二，各參與方對區塊鏈上的數據字段達成高度的一致性，有利于參與方對數據快速處理，極大的提高結算效率。第三，通過智能合約自動驗證，降低券錢不足無法清算的風險，智能合約自動完成券錢劃轉，降低了人工操作錯誤的風險。第四，利用區塊鏈儲存交易確認，投資者能實時收到交易結算通知。第五，在分布式賬本下，所有參與方共享同一個賬本并維護它，利用數據加密、時間戳、數據隔離等使得區塊鏈下的記賬方式比中心化的總賬本具有不可篡改性，交易所的維護成本更低。[2018/10/19]

PoA算法的優勢和不足

PoA共識算法并非沒有缺點，那么讓我們來看看其優勢和不足：

現場 | 人民創投總經理趙亞輝：區塊鏈健康發展需要處理好五大關系:金色財經現場報道，在今日舉辦的金融界2018夏季達沃斯之夜＋區塊鏈思享會上，人民創投總經理趙亞輝提到，區塊鏈與市場的關系需要脫虛向實，扎根市場，以解決真實痛點為目標；與監管的關系上，需要與時懼進，避免缺位，以守法合規發展為底線；與資本的關系上，需要辨證擁抱，冷靜應對，以堅實穩健升級為導向；與傳媒的關系上，需要客觀真實，科學準確，以引導鼓勵技術為方向；與自身歷史的關系上，需要深思熟慮，找準定位，以服務實體經濟為使命。[2018/9/17]

PoA驗證者的權利大小、對網絡的影響力從0％到100％不等，但最初都是一致的。換句話說，作為驗證者，你對網絡的影響力可能要比某些大銀行的影響力大。PoA的運行是依靠礦工的工作范圍和權利大小實現的。每筆交易至少要得到兩個節點的驗證，而它們的權力必須大于初始節點。例如：如果初始節點的權利是40％，那么參與驗證的節點們的權利應該是大于40％。

因此，PoA機制下的礦工不像PoW礦工那樣通過挖礦來賺取獎勵。被認可且有影響力的礦工可以參與驗證交易和區塊。換句話說，參與驗證的礦工可以對交易的所有操作進行驗證并得到獎勵。這樣就顯著地降低了網絡維護的成本。因為PoA網絡并不是靠消耗電力來挖礦賺取獎勵的，所以與那些使用PoW、PoS的礦工相比，使用PoA的礦工更節約能源。

哪些區塊鏈使用PoA？

PoA模型允許公司利用區塊鏈技術保護商業機密。講到PoA，順便提一下以太坊是使用該技術的最好例子。盡管PoA是最先進的工作模型之一，但是PoA在實踐中并未得到廣泛應用。PoA協議最適用于私有區塊鏈，因為在私有區塊鏈系統內基本上都沒有出現過分叉的情況。PoA這一術語最早由以太坊和Parity技術的聯合創始人GavinWood提出的。

另一個使用以太坊PoA技術的是Azure平臺。Azure平臺為私有網絡提供了解決方案，其系統不需要自己的代幣，比如Azure無需像以太那樣需要燃料費，因為Azure不挖礦。

此外，根據最新信息，PavelDurov計劃使用PoA來挖Gram幣——一種基于Telegram的加密貨幣。

其他使用PoA的區塊鏈有POA.Network、EthereumKovantestnet和VeChain等。

PoA相比PoW和PoS的優勢在哪？

比特幣使用的PoW是迄今為止最可靠和最安全的共識算法。但是，PoW不具有可擴展性。比特幣以及其他基于PoW的區塊鏈每秒處理交易量是有限的。每秒處理交易量有限的原因是比特幣基于需要達成共識的分布式節點網絡，即所有參與驗證的節點對區塊鏈當前狀態要達成共識才可確認交易。這意味著在確認新交易區塊之前，新交易區塊必須由大多數網絡節點進行驗證和批準。所以我們說，比特幣的去中心化提供了一個安全和可信賴的經濟系統，但也不利于PoW被廣泛采用。

使用PoS區塊鏈通常比比特幣每秒處理的交易量要多。然而，這兩種每秒處理交易量的差距也不大，使用PoS的網絡也無法解決可擴展性問題。但是以太坊的PoA可派上用場——提高每秒處理的交易量，解決網絡的可擴展性問題。

有人認為PoA是PoS的改版，只是將使用貨幣參與驗證的規則改為使用身份參與。由于大多數鏈式網絡都是去中心化的，PoS并不總是適用于某些企業和公司。相比之下，對私有區塊鏈而言，PoA系統可能是最佳的解決方案，因為PoA的執行能力比PoS更好。

PoA中的共識條款

盡管條件可能因系統而異，但PoA共識算法基于：

活躍的和值得信任的驗證者;

成為驗證者的困難性：驗證候選人必須做好可能遭遇血本無歸和聲譽破損的心理準備，選擇驗證者的過程是繁雜的，但這個過程降低了選到可疑驗證者的風險，還有助于和礦工達成長期承諾；

驗證者認可標準：選擇驗證者的方法要一致。

聲譽機制的本質是對驗證者身份的信任。選擇驗證者的過程并不簡單，聲譽機制會有優勝劣汰的過程，最終選出被認為是可信任的驗證者。最終，這就確保了所有驗證者都經過相同的過程，保證了系統的完整性和可靠性。

PoA的局限

PoA機制本質上是反權力下放的。因此，PoA模型的共識算法只是一個使集中化系統效率更高的嘗試。盡管PoA對于有物流需求的大型企業來說是一個有吸引力的解決方案，但是在加密貨幣領域，PoA會引起一些價格波動。PoA系統具有高帶寬，但是，當諸如審查、黑名單之類的功能可輕松實現時，PoA的功能就會受到質疑。

另一個常見的關鍵問題是，每個人都有權訪問PoA驗證者的身份。回顧一下，只有被認可的參與者才可以成為驗證者，并且被認可的參與者的奮斗目標是成為驗證者，并為之奮斗。但是，驗證者的身份的公開可能會遭遇黑客攻擊。例如，如果競爭對手想破壞基于PoA的網絡，他們可能會從已公開身份的驗證者入手，以不正當手段從內部破壞系統。

結論

沒有最理想的共識機制，每個現有機制都存在缺點，比如PoW和PoS缺乏可擴展性。眾所周知，加密貨幣社區高度重視去中心化，但作為共識機制，PoA卻為了實現高吞吐量和可擴展性而摒棄了去中心化。PoA系統固有的功能與區塊鏈的功能還是有天差地別的。然而，PoA是一種極好的技術，作為新興的區塊鏈解決方案是不可忽視的，它可能對私有區塊鏈非常適用。

原文：https://changelly.com/blog/what-is-proof-of-authority-poa/#Why-PoA-is-superb-to-PoW

稿源：https://first.vip/shareNews?id=2132&uid=1

翻譯|頭等倉Cathrine，校對|頭等倉Maggie，任何轉載請保留此信息

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