什么是“工作量证明”或“权益证明”?

2024-06-03分类:区块链技术 阅读(


“工作量证明”和“权益证明”是加密货币用来验证新交易、将其添加到区块链并创建新代币的两种主要共识机制。工作量证明由比特币率先提出,使用挖矿来实现这些目标。权益证明(由 Cardano、ETH2 区块链和其他区块链采用)使用质押来实现相同的目标。   

去中心化的加密货币网络需要确保没有人会在没有 Visa 或 PayPal 等中央机构的情况下重复使用同一笔钱。为了实现这一点,网络使用了一种称为“共识机制”的系统,该系统允许加密网络中的所有计算机就哪些交易是合法的达成一致。 

目前,大多数加密货币使用两种主要的共识机制。工作量证明是其中较老的一种,比特币、以太坊 1.0 和许多其他加密货币均使用这种机制。较新的共识机制称为权益证明,它为以太坊 2.0、Cardano、Tezos 和其他(通常较新的)加密货币提供支持。要理解权益证明,首先了解工作量证明会很有帮助,因此我们在本解释器中将它们配对。

什么是工作量证明?

工作量证明是最初的加密共识机制,最早由比特币使用。工作量证明和挖矿是密切相关的概念。之所以称之为“工作量证明”,是因为网络需要大量的处理能力。工作量证明区块链由世界各地的虚拟矿工保护和验证,他们竞相成为第一个解决数学难题的人。获胜者可以使用最新的经过验证的交易更新区块链,并获得网络奖励,奖励金额为预定金额。 

工作量证明具有一些强大的优势,尤其是对于比特币这种相对简单但价值巨大的加密货币而言(详细了解比特币的工作原理)。这是一种行之有效的、可靠的维护安全去中心化区块链的方法。随着加密货币价值的增长,越来越多的矿工受到激励加入网络,从而增强了网络的实力和安全性。由于涉及大量处理能力,任何个人或团体都无法干预有价值的加密货币的区块链。 

另一方面,这是一个能源密集型的过程,很难扩展以适应以太坊等兼容智能合约的区块链可以生成的大量交易。因此,人们开发了替代方案,其中最受欢迎的是权益证明。

什么是权益证明?

以太坊的开发人员从一开始就明白,工作量证明会带来可扩展性的限制,最终需要克服这一限制——事实上,随着以太坊驱动的去中心化金融 (或 DeFi)协议的普及度飙升,区块链却难以跟上步伐,导致费用飙升。 

虽然比特币区块链主要只需处理传入和传出的比特币交易,就像一本巨大的支票簿一样,但以太坊的区块链还必须处理大量的 DeFi 交易、稳定币智能合约、NFT铸造和销售,以及开发人员未来提出的任何创新。 

他们的解决方案是构建一个全新的ETH2区块链——该区​​块链于 2020 年 12 月开始推出,预计于 2022 年完成。以太坊的升级版本将采用一种更快、资源密集程度更低的共识机制,即权益证明。包括Cardano、Tezos 和 Atmos 在内的加密货币都使用权益证明共识机制——目标是在降低费用的同时最大限度地提高速度和效率。 

在权益证明系统中,权益证明的功能与工作量证明的挖矿类似,即选择网络参与者将最新一批交易添加到区块链并赚取一些加密货币的过程。 

具体细节因项目而异,但一般来说,权益证明区块链采用“验证者”网络,他们贡献(或“质押”)自己的加密货币,以换取验证新交易、更新区块链和获得奖励的机会。 

  • 网络根据每个验证者在池中拥有的加密货币数量以及他们在池中拥有的时间来选择获胜者 - 实际上是奖励投入最多的参与者。 

  • 一旦获胜者验证了最新的交易区块,其他验证者就可以证明该区块是准确的。当验证数量达到阈值时,网络就会更新区块链。 

  • 所有参与的验证者都会获得原生加密货币的奖励,该奖励通常由网络根据每个验证者的股份比例进行分配。 

成为验证者是一项重大责任,需要相当高水平的技术知识。验证者需要质押的最低加密货币数量通常相对较高(例如,对于 ETH2,最低加密货币数量为 32 ETH),如果验证者的节点离线或验证了“坏”交易块,验证者可能会通过称为削减的过程损失部分质押。  

 但即使这听起来责任太大,你仍然可以通过加入其他人运营的质押池来参与质押 — — 并获得原本闲置的加密货币奖励。这个过程通常被称为委托,Coinbase 等交易所提供的工具可以让它变得简单而无缝。

工作量证明和权益证明之间有哪些区别?

能源消耗是两种共识机制之间的一个主要区别。由于权益证明区块链不需要矿工在重复流程(竞争 解决同一难题)上花费电力,因此权益证明允许网络以更低的资源消耗运行。

这两种共识机制都会产生经济后果,惩罚网络中断并阻止恶意行为者。在工作量证明中,对提交无效信息或区块的矿工的惩罚是计算能力、能源和时间的沉没成本。在权益证明中,验证者质押的加密货币资金是一种经济激励,促使他们采取符合网络最佳利益的行动。如果验证者接受坏块,他们质押资金的一部分将被“削减”作为惩罚。验证者可以被削减的金额取决于网络。

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