pos機(jī)跟區(qū)塊鏈有什么關(guān)系

1、什么是POW和POS,二者區(qū)別聯(lián)系

為了深入理解 Staking 和 PoS（權(quán)益證明），本文中我們將把它與當(dāng)前最主流的共識機(jī)制——PoW（工作量證明）進(jìn)行比較。目前大多數(shù)公鏈采用的都是 PoW ，但隨著 PoS 日益受到關(guān)注，可以預(yù)期在不久的將來，PoS 的比例將會超過 PoW。

現(xiàn)在幾乎所有新推出的公鏈都是基于 PoS，甚至連第二大公鏈以太坊也將在下一次重大升級中轉(zhuǎn)向 PoS。這是為什么呢？PoS 真的比 PoW 好嗎？

PoS 的確在一些方面優(yōu)于 PoW，在下文中我們將從幾個維度對二者進(jìn)行比較分析。

一、PoS 的定義

首先，讓我們來解釋一下基本概念。

| PoW 和 PoS 是兩種不同的算法，它們決定分布式網(wǎng)絡(luò)中的共識，以及如何獎勵共識維護(hù)者。

換句話說，PoW 和 PoS 闡述了如何發(fā)行新幣為網(wǎng)絡(luò)提供激勵，獎勵那些提供資源的共識維護(hù)者。這些幣的價值背后都有資源支撐（礦機(jī)、ASIC 芯片或者一定數(shù)量的幣等），而且拿到獎勵的前提是你必須付出誠實(shí)的行動。不管是BTC、ETH，還是XTZ，皆是如此。

你也許會說：在網(wǎng)絡(luò)中提供或鎖定某些資源，同時承擔(dān)一定風(fēng)險(xiǎn)，這聽起來很像 Staking 。沒錯，的確是這樣！

PoW 其實(shí)可以用 PoS 的邏輯來理解，花錢買礦機(jī)設(shè)備和電力就相當(dāng)于 Staking 的一種形式。我們可以進(jìn)一步總結(jié)為，Staking 是一種傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)形式——投入資本以獲取回報(bào)。

盡管這樣理解在某些情況下也不算錯，但我們還是回到二者的定義和它們的核心區(qū)別上來。

PoW 網(wǎng)絡(luò)的安全性來自于哈希算力，理論上算力越大收益越高，具體可參考比特幣的礦工和礦池。

PoS 的安全性來自于抵押經(jīng)濟(jì)的價值，理論上 Staking 的數(shù)量越高收益越高。（之所以說“理論上“，是因?yàn)?Validator 的選擇是隨機(jī)的，這樣可以避免過于中心化。）

盡管每個共識協(xié)議都不盡相同，但仍有一些基本原則可供我們來比較。

接下來，我們將通過發(fā)展趨勢、可擴(kuò)展性、網(wǎng)絡(luò)安全、去中心化、成本、治理、社區(qū)參與、冷啟動、環(huán)保多方面對 PoW 和 PoS 進(jìn)行比較。

二、發(fā)展趨勢

盡管 PoS 比 PoW 的歷史短，在整體市場中份額也小，但它正在飛速地發(fā)展。

實(shí)際上，按市值計(jì)算的前三十名加密貨幣中有十三個已經(jīng)使用了 PoS 或類 PoS，包括 EOS、Stellar、Tron、Dash、Neo、Binance Chain、Ontology、Tezos、NEM、VeChain、Waves、Qtum、Decred、Lisk，另外還有三個（ETH、Cardano 和 OmiseGO）正在轉(zhuǎn)向 PoS。

這也意味著市場前三十的幣種中有超過一半在使用 PoS。另外，幾乎所有的第 二層解決方案都在使用 Staking 機(jī)制。甚至連比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)也可以被認(rèn)為是 PoS 的某種形式：一些中繼節(jié)點(diǎn)把比特幣 stake 起來，幫助用戶通過通道進(jìn)行交易，并從中賺取一些手續(xù)費(fèi)。

· 總 Staking 市值：》 160 億美元

· Staking 中鎖定的總價值：》 50 億美元。

· PoS 市值占比：9.80％

· 除 BTC 和 ETH 外，PoS 市值占比：26.6％

PoS權(quán)益證明與PoW工作量證明的比較

這些數(shù)字還在持續(xù)增長，而且許多人預(yù)計(jì) PoS 鏈的總價值將在今年年底達(dá)到 500 億美金。隨著 Binance Chain、Cosmos 和 Polkadot 將各種項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到 PoS 區(qū)塊鏈協(xié)議，以及 ETH 2.0的推出，PoS 鏈的總價值可能會超過這一規(guī)模。

權(quán)益證明（PoS）似乎正慢慢占據(jù)整個市場。

三、可擴(kuò)展性

談及可擴(kuò)展性時，必須要考慮到交易吞吐量和交易確認(rèn)時間。

交易吞吐量：出塊時間和區(qū)塊大小限制了網(wǎng)絡(luò)的交易吞吐量。采用 PoW 機(jī)制的比特幣出塊時間大概是十分鐘，其它幣種短一些，以太坊可以減少到十五秒，交易吞吐量也會隨著出塊時間的減少相應(yīng)略有增加。

在 PoS 共識維護(hù)者（比如 Validator、區(qū)塊生產(chǎn)者）的共同努力下，由于出塊時間短了很多，交易吞吐量平均要比 PoW 高出很多。

舉個例子，Tezos 已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)每秒 40 筆交易（40 TPS）。DPoS（委托權(quán)益證明）中的EOS、TRON甚至已經(jīng)可以處理超過 1000 TPS 的交易。

PoS權(quán)益證明與PoW工作量證明的比較

交易確認(rèn)時間：交易確認(rèn)時間也是區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性一個重要的衡量因素，尤其是在商業(yè)環(huán)境中。在 PoS 共識機(jī)制中，交易速度更快，甚至在某些場景下的幾乎能實(shí)時確認(rèn)。

四、網(wǎng)絡(luò)安全

眾所周知，早在 2009 年比特幣作為 PoW 的先驅(qū)就已啟動，并穩(wěn)定運(yùn)行了十多年，后來的很多其它數(shù)字貨幣也都采用了 PoW 共識機(jī)制。十年來，PoW 已成為一個公鏈設(shè)計(jì)模版，歷經(jīng)多次攻擊，可靠性和安全性久經(jīng)考驗(yàn)。

短期內(nèi) PoW 可能受到挖礦壟斷的威脅，通過購買外部設(shè)備提升算力，發(fā)起 51% 攻擊。但對于比特幣來說，購買哈希算力來實(shí)現(xiàn)此類攻擊幾乎是不可能的，但對于一些小規(guī)模的 PoW 鏈，像 Verge、ETC 則是可行的。

如果要估算對比特幣實(shí)施 51% 攻擊的成本，我們首先要考慮硬件和電力成本。

· 總哈希算力： 50，000，000 TH/s

· 螞蟻礦機(jī) S9 當(dāng)前價格： $300

· 螞蟻礦機(jī) S9 哈希算力： 13 TH/s

· 51% 攻擊的硬件成本： $1，153，846，153 USD （約占網(wǎng)絡(luò)價值的 1.11%）

PoS 和 Staking 還是新鮮事物，雖然像 PeerCoin、Ardor 這些幣已經(jīng)存在了很長時間，但是第一個主流 PoS 鏈 Tezos 直到 2018 年夏才上線。

PoS 幣還沒有做過嚴(yán)格的壓力測試，所以我們也不知道可能將面臨什么樣的問題。

以下列舉一部分 PoS 可能面臨的攻擊：

長程攻擊Long Range Attack

長程攻擊就是攻擊者創(chuàng)建了一條從創(chuàng)世區(qū)塊開始的長區(qū)塊鏈分支，并試圖替換掉當(dāng)前的合法主鏈。該分支上可能存有和主鏈不同的交易和區(qū)塊，所以這種攻擊又被稱為替換歷史攻擊或歷史覆寫攻擊。

無利害攻擊Nothing at Stake Attack

PoS 網(wǎng)絡(luò)還存在無利害攻擊。不像 PoW，PoS 運(yùn)行多條鏈的成本很低，Validator 可以向多個鏈投票而不會遭受任何損失，這就違反了共識協(xié)議。

51% 攻擊 （51% Attack）

你可能以為發(fā)起 51% 攻擊需要持有總幣量的 51%，但是在一些 PoS 網(wǎng)絡(luò)中，只需要最少 33% 的 stake 資金就能發(fā)起這樣一場攻擊。

而且如果能吸收他人投票，攻擊者甚至都不需要用自己的幣去發(fā)起攻擊，他們甚至還可以通過購買或賄賂的方式來獲取投票。

還有一點(diǎn)就是，我說的這 33% 不是該 PoS 幣總供給量的 33%，而是 Staking 資金池的 33%。這樣來算的話，發(fā)起 51% 攻擊所需要的幣量會更少。

低 Staking 參與率 Low Staking ParticipaTIon

如上所說，在一些 PoS 網(wǎng)絡(luò)中，只需要質(zhì)押活躍在資金池中 33% 的幣量就能發(fā)起一場 51% 攻擊。比如，stake 率為 25%，33%* 25%=1/12，即發(fā)起一次攻擊只需要該 PoS 幣總供給量的 1/12。

私鑰攻擊 Private Key Attack

私鑰聯(lián)網(wǎng)后一旦被獲取，攻擊人就會獲得 Staking 資金的所有權(quán)和簽署交易的權(quán)利。即使私鑰不直接控制所有 Staking 資金，獲得了私鑰就獲得 ValidaTIon 和 Staking 的權(quán)力，方便發(fā)起攻擊。

所以說，PoS 網(wǎng)絡(luò)中一個很大的安全風(fēng)險(xiǎn)存在于把網(wǎng)絡(luò)價值（stake）轉(zhuǎn)移到 Validator 的過程中，這期間可能導(dǎo)致的高度中心化和網(wǎng)絡(luò)攻擊。只要擁有大量資源，就可能通過購買選票或 Validator 的壟斷組織來發(fā)起一場攻擊。

LISK 就在發(fā)生類似的情況，Validator 成立了幾個組織來操控激勵份額。EOS 的 Validator 還制定了 EOS 憲法，規(guī)定投票者不能獲得任何的獎勵。

大家請留意以上提及的幾種攻擊，部分 PoS 在設(shè)計(jì)之初可能針對這些攻擊有所預(yù)防，但目前 PoS 仍然沒有經(jīng)歷過實(shí)際的壓力測試。

像 DCR、DASH 這樣的混合共識機(jī)制也已經(jīng)開始出現(xiàn)，出于安全考慮，它在挖礦中使用比特幣作為母鏈，同時又有著類似 EOS 的 DPoS 共識算法。這樣的混合共識機(jī)制也值得探索。

五、去中心化

PoW

PoW 挖礦依賴機(jī)器設(shè)備，這些設(shè)備有較高的門檻，并且技術(shù)被少數(shù)公司壟斷。

挖礦也是一項(xiàng)艱巨的工程，因?yàn)橘徺I ASIC 芯片屬于長期投資，不像 PoS 資金那樣具有流動性。

而且現(xiàn)在挖礦的利潤又很低，只有那些擁有硬件技術(shù)和廉價電力的大型企業(yè)才能有利可圖。

PoS

與 PoW 不同，PoS 共識機(jī)制的核心是網(wǎng)絡(luò)中的幣，這些幣可以在交易所甚至 OTC 市場大量購買，不需要通過挖礦獲取，所以參與 Staking 幾乎沒有門檻。在 PoS 共識機(jī)制中，超級節(jié)點(diǎn)可以通過運(yùn)行和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)獲得獎勵，所以運(yùn)行節(jié)點(diǎn)的動機(jī)是很高的。

雖然不是所有人都愿意或有能力去運(yùn)行節(jié)點(diǎn)，但是 Staking 機(jī)制對于去中心化是很重要的，因?yàn)?PoS 允許所有持幣人在沒有運(yùn)行節(jié)點(diǎn)的情況下投票并參與共識。

不過你會不會認(rèn)為在 PoS 共識機(jī)制下富者恒富呢？和 PoW 相比，其實(shí)不然。在 PoW 共識機(jī)制中，“富者恒富”的法則更明顯，有錢的礦工可以買很多 ASIC 礦機(jī)，他們有資源優(yōu)勢并享受高回報(bào)。PoW 的大礦工享受規(guī)模經(jīng)濟(jì)下的回報(bào)；但對于 PoS Staker 而言，只有線性收益。

六、成本

討論成本，我們得從三個方面來考慮：

1. 鏈上交易成本

2. 維護(hù)區(qū)塊鏈所需要的資金成本

3. 補(bǔ)償 Validator 或礦工所需要的通脹成本

鏈上交易成本

在公鏈上存儲數(shù)據(jù)是極其昂貴的，每個字節(jié)都需要傳送到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)里的每個節(jié)點(diǎn)，并被這些節(jié)點(diǎn)儲存。

在 PoW 共識里，比特幣交易的成本大約為 1.91 美元每筆，以太坊的交易成本約為 0.1 美元每筆，交易成本會隨著幣價的漲跌變動。牛市高點(diǎn)的某些時候，比特幣和以太坊交易費(fèi)用分別可高達(dá) 54.9 美元和 5.5 美元。

在 PoS 共識里，交易費(fèi)用就低很多。拿 Tezos 舉例，每筆交易費(fèi)用只有 0.01 美元左右，其它像 Cosmos 的 PoS 幣也差不多。

現(xiàn)在，我們再來看看維護(hù)區(qū)塊鏈所需要的成本。

維護(hù)一個區(qū)塊鏈所需要的成本

PoW 需要高昂的硬件和電力成本，而在 PoS 里，成為一個 Validator 就只需要一臺安全&良好運(yùn)行的設(shè)備，和很少的電力成本就可以了。

在比特幣網(wǎng)絡(luò)里，每年所需的硬件維護(hù)成本大概是 20億 美元（這些硬件的壽命大概是 18 個月），電力成本約為 40億 美元（電力按 0.08 美元每千瓦算）。

這就是說，為了 PoW 網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，需要投入網(wǎng)絡(luò)總價值的 6.5%。而在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，維護(hù)成本僅占網(wǎng)絡(luò)總價值的 0.1%。

通脹成本

在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，通脹率約為 6%，而 PoW 網(wǎng)絡(luò)里，這一比例約為 4%（只是預(yù)估）。

區(qū)塊鏈的激勵設(shè)計(jì)會隨著時間的推進(jìn)而降低通脹，PoW 比 PoS 存在的時間更久，因此我們可以說二者的通脹水平是差不多的，未來 PoS 的通脹率也會變得越來越低。

在 PoW 網(wǎng)絡(luò)里，那些不是礦工的投資者并沒有一個好的抵御通脹的方法，而在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，持幣者卻可以通過幣生幣獲得一定收益。

七、治理

在 PoW 網(wǎng)絡(luò)里，協(xié)議治理可分成幾方：

1. 礦工：決定交易信息是否被確認(rèn)以及該挖哪條鏈

2. 用戶：決定該接受哪個協(xié)議，以及使用哪個生態(tài)

3. 基金會：決定如何在不同的開發(fā)組織間分配資金

4. 節(jié)點(diǎn)：決定運(yùn)行哪個軟件并通過 API 向用戶提供服務(wù)

在 PoW 網(wǎng)絡(luò)，很難說到底誰持有最大的投票權(quán)，因?yàn)?PoW 里的投票權(quán)很難量化。然而，為了維護(hù)網(wǎng)絡(luò)以及管理巨大的資源和網(wǎng)絡(luò)，在各方之間依然需要有一個共識。PoW 網(wǎng)絡(luò)中治理的透明度匱乏使得協(xié)議的設(shè)計(jì)和升級進(jìn)程緩慢。

PoS 治理也是分布在以上提到的幾個群體，但是治理機(jī)制更加系統(tǒng)，我們可以遵守一條簡單的規(guī)則—— 1:1 投票。

而且，在 PoS 網(wǎng)絡(luò)里，我們可以實(shí)施鏈上治理 （實(shí)際上，PoW 網(wǎng)絡(luò)也可以實(shí)現(xiàn)，但目前沒有嘗試）。鏈上治理允許我們創(chuàng)建協(xié)議或?qū)f(xié)議提出改進(jìn)的建議，還可以在鏈上進(jìn)行投票?；阪溕贤镀钡慕Y(jié)果，協(xié)議可自動執(zhí)行。目前 Tezos 就是采用的這種鏈上治理機(jī)制。

其它治理投票的 PoS 例子還有：

· EOS

· Decred

· Dash

· Cosmos

PoS 治理中清晰透明的投票設(shè)計(jì)有利于協(xié)議變動可以被快速執(zhí)行。

八、社區(qū)參與

PoW 礦工有著傳統(tǒng)的商業(yè)思維，他們更愿意投資一種自己熟悉的傳統(tǒng)商業(yè)模式。對于他們來說，挖礦類似于工廠制造業(yè)。挖礦設(shè)備就是生產(chǎn)設(shè)備，技術(shù)越高級，效率就越高。廉價的電力對于挖礦業(yè)來說是必要的資源，這些商業(yè)模式對于市場價格的依賴和傳統(tǒng)工廠依賴鋼鐵價格一個道理。

這其中當(dāng)然是有風(fēng)險(xiǎn)的：如果數(shù)字貨幣價格下跌，挖礦可能會變得無利可圖。但在大多數(shù)情況下，市價拋售所有幣也是能賺到錢的。

今天的礦工大多數(shù)都是礦機(jī)設(shè)備和電力有一定資源的人，他們很少有動力參與到社區(qū)中來。如果他們真的相信幣的價值，直接投資即可回報(bào)不菲。直接投資比特幣現(xiàn)在的回報(bào)已經(jīng)超過挖礦，我們認(rèn)為長期這一趨勢不會改變。

相比之下，PoS 里的 Validator 更像是投資人，他們需要對所持?jǐn)?shù)字貨幣背后的技術(shù)有很深的理解，同時對協(xié)議的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。大型PoS 幣種一般都有獨(dú)立的研究團(tuán)隊(duì)。

為了獲得更多的投票，這些 Validator 一般需要持有大量的幣。通過 Staking 或者提供 Staking 服務(wù)，這些資金會被鎖定一定時間，如果想動用部分資金，那他們可能不能繼續(xù)為所有的客戶提供服務(wù)。

這樣 Validator 就成為了長期投資者，他們更有動力驅(qū)動技術(shù)和價值。激勵越高，投入越多。

這就好比早期階段的創(chuàng)業(yè)投資，VC 為他們投資的公司提供支持。這一比喻形象地概括了挖礦投資理論，在 Coinfund 使用后廣為傳播。

九、冷啟動

發(fā)行一條公鏈最好的辦法是什么？鑒于代幣在公鏈采用和融資中起到的作用，我們必須考慮到公眾通過什么方式獲得代幣。

發(fā)行一條 PoW 鏈?zhǔn)鞘趾唵蔚?。最?PoW 的發(fā)行量為 0，每個人通過挖礦獲得平等的參與權(quán)。這個過程看起來相對簡單、平等、透明。

為了給持續(xù)的協(xié)議研究和發(fā)展提供支持，還可以像 Zcash 一樣成立一個發(fā)展基金， 有一小部分的區(qū)塊獎勵直接授予開發(fā)者。

PoS 網(wǎng)絡(luò)的冷啟動（Bootstrapping）要更復(fù)雜，從一開始，就需要多方都持有一部分權(quán)益，ICO 比例在發(fā)行前就被決定了。

最普遍的方法是代幣發(fā)行（ICO 也好，IEO 也好，或者其它的形式），原始代幣供應(yīng)被賣或發(fā)給投資者、開發(fā)者團(tuán)隊(duì)、基金會、理事會等等。

因?yàn)閰⑴c原始權(quán)益分配的大型投資者準(zhǔn)入門檻高、同時也可以拿到豐厚回報(bào)，這種代幣發(fā)行一般不太公平，對于社區(qū)的普通投資者來說有較多的限制。

代幣的授予期通常不透明，而且時常變來變?nèi)?。這也意味著投資者的權(quán)益可能被稀釋了，但仍被蒙在鼓里。

另一種發(fā)行代幣的方法是空投，人們不需要直接投資即可收到一定數(shù)量的代幣。這種代幣空投通常在接收者不知情的情況下發(fā)生，而且數(shù)量極其少，相比于總量來說幾乎可以忽略。由于透明度的缺失，這似乎也不是最好的方法。

除此之外，也有其它一些冷啟動方式出現(xiàn)，但依然出于早期階段，現(xiàn)在很難下結(jié)論。其中一個是 Cosmos 引入的類似于“跨鏈空投”的概念，它是通過硬分區(qū)（hard spoon）實(shí)現(xiàn)——通過復(fù)制一條 PoW 或 PoS 鏈上的數(shù)字貨幣帳戶余額到一條新的 PoS 鏈上，這條鏈上的新數(shù)字貨幣具有互用性，并可以拿來做 Staking。

“Hard Spoon：基于一個現(xiàn)有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)形成一條新鏈；該新鏈不是和原有鏈進(jìn)行競爭，而是提供了更為廣泛的訪問?！?#8202; Tendermint 創(chuàng)始人 Jae KwonJae Kwon

十、環(huán)保

如果我們看保護(hù)一條公鏈的成本，PoW 比 PoS 貴太多了，畢竟設(shè)備和電力成本很高。從這個角度來看，PoW 對環(huán)境顯然不友好。

盡管如此，我們認(rèn)為消耗的電力與我們所得到的價值相比還是微不足道的。我們得到的是一個去信任化、全球化、不可篡改、安全度極高的賬本。和黃金開采、以及現(xiàn)有金融體系消耗的成本相比，PoW 的成本并沒有那么高。如果只看對環(huán)境的影響，我們承認(rèn) PoS 更優(yōu)，因?yàn)樗h(huán)保。

結(jié)論

在本文中，我們從幾個維度把 PoW 和 PoS 進(jìn)行了對比。兩者都不完美，未來不會出現(xiàn)一種共識機(jī)制統(tǒng)一天下的情況。

我們強(qiáng)烈地相信，最終至少有一條 PoW 鏈會存在，它很可能是比特幣。 PoW 鏈提供了無可比擬的安全性和不可撤銷性，而且可以作為全球結(jié)算層以及真實(shí)數(shù)據(jù)的一個來源。圍繞比特幣，人們寄托了很多愿景，同時也存有諸多爭議。

越來越多新的區(qū)塊鏈協(xié)議開始采用 PoS 的安全模型，而且隨著以太坊逐漸從 PoW 轉(zhuǎn)移到 PoS，PoS 所占的比例也將大幅增加。

大多數(shù)的第二層解決方案也采用 PoS，帶動 Staking 的話題在區(qū)塊鏈的世界里變得火熱起來。

如果我們來看看像 Cosmos 和 Polkadot 這些互動型和應(yīng)用型的 PoS 鏈，我們會發(fā)現(xiàn) PoS 甚至?xí)鸵恍┫癖忍貛?、門羅幣、大零幣這樣的 PoW 鏈產(chǎn)生聯(lián)系。這些 PoW 鏈需要擁有自己的分區(qū)（Zone）、平行鏈（Parachains）和網(wǎng)橋（Bridges）或者與它們進(jìn)行聯(lián)通，間接地成為 Staking 經(jīng)濟(jì)中的一份子。

總結(jié)一下，PoS 日漸崛起的原因有：

1. 可以賺取 Staking 收益，不被通脹稀釋

2. 參與共識的低門檻準(zhǔn)入

3. 可擴(kuò)展性更強(qiáng)

4. 沒有規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，更去中心化

5. 維護(hù)區(qū)塊鏈成本更低

6. 1:1 投票，治理更透明

7. 對共識維護(hù)者（比如 Validator）和社區(qū)有更高的激勵

8. 更環(huán)保

值得一提的是，以上提到的幾個優(yōu)勢是有一定代價和成本的。PoS 目前還沒有像 PoW 那樣可追溯的歷史數(shù)據(jù)。未來，隨著整體市場的成熟，我們將會看到PoW 和 PoS 的發(fā)展軌跡越來越完整，也更便于我們學(xué)習(xí)。當(dāng)然不會出現(xiàn)一鏈統(tǒng)天下的狀況，就像不會只存在一種算法。像 Decred 這種 PoS+PoW 混合體系可能會越來越受歡迎，但這又是另一個話題了。

POW：全稱Proof of Work，工作量證明。

POS：全稱Proof of Stake，權(quán)益證明。

這兩者都區(qū)塊鏈的共識機(jī)制，是數(shù)字貨幣的記賬方法。

區(qū)別是：

1、POW機(jī)制：工作量證明機(jī)制即對于工作量的證明，是生成要加入到區(qū)塊鏈中的一筆新的交易信息(即新區(qū)塊)時必須滿足的要求。在基于工作量證明機(jī)制構(gòu)建的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過計(jì)算隨機(jī)哈希散列的數(shù)值解爭奪記賬權(quán)，求得正確的數(shù)值解以生成區(qū)塊的能力是節(jié)點(diǎn)算力的具體表現(xiàn)。

2、POS機(jī)制：權(quán)益證明要求證明人提供一定數(shù)量加密貨幣的所有權(quán)即可。權(quán)益證明機(jī)制的運(yùn)作方式是，當(dāng)創(chuàng)造一個新區(qū)塊時，礦工需要創(chuàng)建一個“幣權(quán)”交易，交易會按照預(yù)先設(shè)定的比例把一些幣發(fā)送給礦工本身。權(quán)益證明機(jī)制根據(jù)每個節(jié)點(diǎn)擁有代幣的比例和時間，依據(jù)算法等比例地降低節(jié)點(diǎn)的挖礦難度，從而加快了尋找隨機(jī)數(shù)的速度。

擴(kuò)展資料：

比特幣（BitCoin）的概念最初由中本聰在2009年提出，根據(jù)中本聰?shù)乃悸吩O(shè)計(jì)發(fā)布的開源軟件以及建構(gòu)其上的P2P網(wǎng)絡(luò)。比特幣是一種P2P形式的數(shù)字貨幣。點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸意味著一個去中心化的支付系統(tǒng)。 

與大多數(shù)貨幣不同，比特幣不依靠特定貨幣機(jī)構(gòu)發(fā)行，它依據(jù)特定算法，通過大量的計(jì)算產(chǎn)生，比特幣經(jīng)濟(jì)使用整個P2P網(wǎng)絡(luò)中眾多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫來確認(rèn)并記錄所有的交易行為，并使用密碼學(xué)的設(shè)計(jì)來確保貨幣流通各個環(huán)節(jié)安全性。P2P的去中心化特性與算法本身可以確保無法通過大量制造比特幣來人為操控幣值。

參考資料：百度百科-共識機(jī)制

POW全稱Proof of Work，即工作量證明；POS全稱Proof of Stake，權(quán)益證明。Pow和pos都屬于區(qū)塊鏈的共識機(jī)制。

PoW和PoS的全面比較可參考：知乎：PoW和PoS的全面比較

https://v.vzuu.com/video/1129824006290935808

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和演變，包含了：POW、POS、DPOS、Pool驗(yàn)證池、DBFT、POC、POR等共識算法機(jī)制。今天，貝數(shù)區(qū)塊鏈就和大家一起聊聊POW、POS、DPOS幾個主流共識機(jī)制的相關(guān)知識。關(guān)注貝數(shù)區(qū)塊鏈、從小白變大神！

我們來說點(diǎn)簡單易懂的。
POW是工作量證明，典型的代表就是比特幣，比特幣礦機(jī)通過計(jì)算哈希值，來確定新的區(qū)塊由誰來主導(dǎo)，這個時候就要由工作量證明來體現(xiàn)區(qū)別，比特幣的哈希值，是每個機(jī)器都能一次算出來一個值，但是不一定這個值就是最符合標(biāo)準(zhǔn)的，所以單位時間內(nèi)誰算的次數(shù)最多誰的機(jī)會就越大，所以就有了大家瘋狂買礦機(jī)，并且必須要加入礦池才能挖礦的原因。

POS是權(quán)益證明，這個就像是存證，如果你想要挖礦的話，POW加入的是礦池，POS就要加入節(jié)點(diǎn)，你持有的幣越多，那么后續(xù)你記錄，挖礦的機(jī)會就越大，整體感覺就有點(diǎn)像是存款，你存的越多，你獲得的利息就越高，當(dāng)然銀行的利率是不會變的，但是節(jié)點(diǎn)的挖礦幾率是有變化的。Hubox研究院——給你帶來最簡單的區(qū)塊鏈知識。

2、區(qū)塊鏈共識機(jī)制?

PoW：工作量證明 (Proof of Work，簡稱 PoW ) ，簡單的解釋就是一份證明，用來確認(rèn)你做過一定量的工作。因?yàn)楸O(jiān)測工作的整個過程通常是極為低效的，而通過對工作的結(jié)果進(jìn)行認(rèn)證來證明完成了相應(yīng)的工作量，則是一種非常高效的方式。比如現(xiàn)實(shí)生活中的畢業(yè)證、駕駛證等等，都是通過檢驗(yàn)結(jié)果的方式所取得的證明。這就是說，你獲得多少幣，取決于你對挖礦貢獻(xiàn)的有效工作。簡單的理解，你電腦性能越好，你獲得的收益就會越多，這就是根據(jù)你的工作量來執(zhí)行幣的分配。大部分的數(shù)字貨幣，比如比特幣、萊特幣等等，都是基于 PoW 模式的虛擬貨幣(算力越高、挖礦時間越長，你獲得的幣就越多)。
PoS：PoS 是一種在公鏈中的共識算法，可作為 PoW 算法的一種替換。PoW是保證比特幣、當(dāng)前以太坊和許多其它區(qū)塊鏈安全的一種機(jī)制，但是 PoW 算法在挖礦過程中因破壞環(huán)境和浪費(fèi)電力而受到指責(zé)。PoS 試圖通過以一種不同的機(jī)制取代挖礦的概念，從而解決這些問題。
PoS 機(jī)制可以被描述成一種虛擬挖礦。PoS 主要依賴于區(qū)塊鏈自身里的代幣。在PoW 中，一個用戶可能拿 1000 美元來買計(jì)算機(jī)，加入網(wǎng)絡(luò)來挖礦產(chǎn)生新區(qū)塊，從而得到獎勵。而在 PoS 中，用戶可以拿 1000 美元購買等價值的代幣，把這些代幣當(dāng)作押金放入 PoS 機(jī)制中，這樣用戶就有機(jī)會產(chǎn)生新塊而得到獎勵。在 PoW 中，如果用戶花費(fèi) 2000 美元購買硬件設(shè)備，當(dāng)然會獲得兩倍算力來挖礦，從而獲得兩倍獎勵。同樣，在 PoS 機(jī)制中投入兩倍的代幣作為押金，就有兩倍大的機(jī)會獲得產(chǎn)生新區(qū)塊的權(quán)利。

3、【Discover ETH】什么是權(quán)益證明PoS

本篇作為Discover系列文章的開篇，結(jié)合ETH2.0的目標(biāo)，來談?wù)剻?quán)益證明PoS是什么。

在談PoS之前，我們先來了解一下共識。共識，即達(dá)成了普遍協(xié)議。區(qū)塊鏈實(shí)質(zhì)上是一個全球性的狀態(tài)機(jī)，達(dá)成共識意味著網(wǎng)絡(luò)上至少有超過一半（51%）的節(jié)點(diǎn)同意網(wǎng)絡(luò)的下一個全球狀態(tài)。
共識機(jī)制 （也稱為共識協(xié)議或共識算法）允許分布式系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）協(xié)同工作并保持安全。當(dāng)前主流的共識機(jī)制有兩種，分別是 工作量證明 (Proof of Work，PoW)和 權(quán)益證明 (Proof of Stake，PoS)。以太坊在設(shè)計(jì)之初就希望最終以太坊的共識機(jī)制能轉(zhuǎn)變?yōu)镻oS，而PoW只作為一個過渡階段。但無論是PoW還是PoS，最終的目的都是相同的，即實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算機(jī)的共識機(jī)制。下面先簡單了解工作量證明（PoW）的工作機(jī)制。

工作量證明通過礦工們完成，礦工們需要競爭創(chuàng)建最新區(qū)塊以處理和完成交易。 獲勝者將與網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)分享最新區(qū)塊，并且獲得最新的特定代幣區(qū)塊獎勵（如以太坊的以太幣）。由于用戶需要擁有超過網(wǎng)絡(luò)中 51% 的算力才能夠欺騙整條鏈，因此網(wǎng)絡(luò)安全得以保證。 這將需要巨大的設(shè)備和能源投入，所需的開支甚至可能超過收益。
工作量證明是08年在中本聰所創(chuàng)造的比特幣中提出的，至今已經(jīng)經(jīng)過了充分的考驗(yàn)和測試，但隨著越來越多的礦工和礦池的加入，挖掘新的區(qū)塊的難度指數(shù)爆發(fā)式上升，也面臨的如下的問題：

PoS作為ETH2.0關(guān)鍵的建設(shè)目標(biāo)，其作用不僅僅只是因?yàn)镻oW帶來的環(huán)境不友好的能源消耗，還有PoS的建設(shè)能更有力支持 分片鏈 （以太坊網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的關(guān)鍵升級），更強(qiáng)的去中心化特性等等。下面從幾個方面來簡單談?wù)剻?quán)益證明PoS的工作過程。

在以太坊中，工作量證明的過程參與的角色是礦工/礦池。其目的是通過算力試錯來反復(fù)計(jì)算，以此生成一個低于目標(biāo)隨機(jī)數(shù)的混合哈希。這個計(jì)算難度依賴于區(qū)塊所聲明的 難度 ，難度越小，有效的哈希值的集合就越小。而在權(quán)益證明中，則沒有礦工這一角色，與之對應(yīng)的是稱之為 驗(yàn)證者 的角色。
在ETH2.0中，用戶需要質(zhì)押 32ETH 來獲得作為驗(yàn)證者的資格。驗(yàn)證者被 信標(biāo)鏈 隨機(jī)選擇去創(chuàng)建區(qū)塊，并且負(fù)責(zé)檢查和確認(rèn)那些不是由他們創(chuàng)造的區(qū)塊。他們不需要開采區(qū)塊，他們只需要在被選中的時候創(chuàng)建區(qū)塊并且在沒有被選中的時候驗(yàn)證他人提交的區(qū)塊。此驗(yàn)證被稱為證明。
驗(yàn)證者因提出新區(qū)塊和證明他們已經(jīng)看到的區(qū)塊而獲得獎勵，對于一些惡意驗(yàn)證者節(jié)點(diǎn)，也會有相應(yīng)的懲罰機(jī)制使之失去質(zhì)押。驗(yàn)證者質(zhì)押的ETH越多，獲得的獎勵也越多?？梢赃@樣說，權(quán)益證明是一種用于激勵驗(yàn)證者接受更多質(zhì)押的機(jī)制。

前面提到了 分片鏈 這個名詞， 分片 就是將區(qū)塊鏈分成多條鏈。驗(yàn)證者將會在不同的分片上處理它們的分片數(shù)據(jù)，以此來提高區(qū)塊鏈的工作效率。ETH2.0預(yù)計(jì)會有64個分片鏈。
驗(yàn)證者會被隨機(jī)洗牌到不同的分片中，以防止驗(yàn)證者惡意操縱節(jié)點(diǎn)并提高鏈的安全性。處理不同分片之間的數(shù)據(jù)的關(guān)鍵角色就是 信標(biāo)鏈 （Beacon Chain）。
信標(biāo)鏈 是協(xié)調(diào)分片信息、管理驗(yàn)證者的連接不同分片的橋梁。
當(dāng)用戶在分片上提交交易時， 驗(yàn)證者 將負(fù)責(zé)將用戶的交易添加到分片區(qū)塊中。 信標(biāo)鏈 通過算法選擇驗(yàn)證器以提出新的塊。如果一個驗(yàn)證者沒有被選中提出一個新的分塊，它們將會證明另一個驗(yàn)證者的提議，并確認(rèn)一切都正常。
至少需要 128 個被稱為 委員會 （ committee ）的驗(yàn)證者來證明每個分片塊。委員會有一個提出和驗(yàn)證分片區(qū)塊的時限，這個時限被稱為 插槽 （ Slot ），大約為12秒。 每個插槽只能創(chuàng)建一個有效區(qū)塊，一個 周期 （ Epoch ，大約6.4分鐘）有 32 個插槽。
每個周期過后，委員會都由不同的、隨機(jī)的參與者解散與重組，重組過程由一個半隨機(jī)算法 RANDAO 來選擇，以此避免惡意節(jié)點(diǎn)的操縱。

ETH2.0使用 Cassper 終局協(xié)議來確認(rèn)一個新的區(qū)塊是否得到足夠的證明，即只要2/3的插槽同意（即當(dāng)前參與計(jì)算的2/3的驗(yàn)證者節(jié)點(diǎn)），該區(qū)塊就會被最終確定。而推薦此區(qū)塊的驗(yàn)證者將獲得獎勵。因此，在權(quán)益證明的機(jī)制下，每過6.4分鐘就會創(chuàng)建一個新的區(qū)塊。關(guān)于Cassper協(xié)議的詳細(xì)說明后續(xù)再進(jìn)行探索。

權(quán)益證明的建設(shè)以太坊在15年就已經(jīng)提出，截止至今也才完成了Phase 0信標(biāo)鏈的建設(shè)。而下一階段的與主網(wǎng)合并，再下一階段的分片鏈建設(shè)也一再推遲。雖然PoS的建設(shè)非常緩慢，但無論如何，權(quán)益證明作為主流的共識機(jī)制算法之一，也是值得我們探討其設(shè)計(jì)原理。
后續(xù)將會針對信標(biāo)鏈的詳細(xì)設(shè)計(jì)、分片等ETH2.0內(nèi)容進(jìn)行探索。

4、什么是區(qū)塊鏈?

【定義】

區(qū)塊鏈（Blockchain）是指通過去中心化和去信任的方式集體維護(hù)一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方案。該技術(shù)方案讓參與系統(tǒng)中的任意多個節(jié)點(diǎn)，把一段時間系統(tǒng)內(nèi)全部信息交流的數(shù)據(jù)，通過密碼學(xué)算法計(jì)算和記錄到一個數(shù)據(jù)塊（block），并且生成該數(shù)據(jù)塊的指紋用于鏈接（chain）下個數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)，系統(tǒng)所有參與節(jié)點(diǎn)來共同認(rèn)定記錄是否為真。

　　區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N類似于NoSQL（非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）這樣的技術(shù)解決方案統(tǒng)稱，并不是某種特定技術(shù)，能夠通過很多編程語言和架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)。并且實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈的方式種類也有很多，目前常見的包括POW（Proof of Work，工作量證明），POS（Proof of Stake，權(quán)益證明），DPOS（Delegate Proof of Stake，股份授權(quán)證明機(jī)制）等。

　　區(qū)塊鏈的概念首次在論文《比特幣：一種點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)（Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System）》中提出，作者為自稱中本聰（Satoshi Nakamoto）的個人（或團(tuán)體）。因此可以把比特幣看成區(qū)塊鏈的首個在金融支付領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　　【通俗解釋】

　　無論多大的系統(tǒng)或者多小的網(wǎng)站，一般在它背后都有數(shù)據(jù)庫。那么這個數(shù)據(jù)庫由誰來維護(hù)？在一般情況下，誰負(fù)責(zé)運(yùn)營這個網(wǎng)絡(luò)或者系統(tǒng)，那么就由誰來進(jìn)行維護(hù)。如果是微信數(shù)據(jù)庫肯定是騰訊團(tuán)隊(duì)維護(hù)，淘寶的數(shù)據(jù)庫就是阿里的團(tuán)隊(duì)在維護(hù)。大家一定認(rèn)為這種方式是天經(jīng)地義的，但是區(qū)塊鏈技術(shù)卻不是這樣。

　　如果我們把數(shù)據(jù)庫想象成是一個賬本：比如支付寶就是很典型的賬本，任何數(shù)據(jù)的改變就是記賬型的。數(shù)據(jù)庫的維護(hù)我們可以認(rèn)為是很簡單的記賬方式。在區(qū)塊鏈的世界也是這樣，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的每一個人都有機(jī)會參與記賬。系統(tǒng)會在一段時間內(nèi)，可能選擇十秒鐘內(nèi)，也可能十分鐘，選出這段時間記賬最快最好的人，由這個人來記賬，他會把這段時間數(shù)據(jù)庫的變化和賬本的變化記在一個區(qū)塊（block）中，我們可以把這個區(qū)塊想象成一頁紙上，系統(tǒng)在確認(rèn)記錄正確后，會把過去賬本的數(shù)據(jù)指紋鏈接（chain）這張紙上，然后把這張紙發(fā)給整個系統(tǒng)里面其他的所有人。然后周而復(fù)始，系統(tǒng)會尋找下一個記賬又快又好的人，而系統(tǒng)中的其他所有人都會獲得整個賬本的副本。這也就意味著這個系統(tǒng)每一個人都有一模一樣的賬本，這種技術(shù)，我們就稱之為區(qū)塊鏈技術(shù)（Blockchain），也稱為分布式賬本技術(shù)。

　　由于每個人（計(jì)算機(jī)）都有一模一樣的賬本，并且每個人（計(jì)算機(jī)）都有著完全相等的權(quán)利，因此不會由于單個人（計(jì)算機(jī)）失去聯(lián)系或宕機(jī)，而導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰。既然有一模一樣的賬本，就意味著所有的數(shù)據(jù)都是公開透明的，每一個人可以看到每一個賬戶上到底有什么數(shù)字變化。它非常有趣的特性就是，其中的數(shù)據(jù)無法篡改。因?yàn)橄到y(tǒng)會自動比較，會認(rèn)為相同數(shù)量最多的賬本是真的賬本，少部分和別人數(shù)量不一樣的賬本是虛假的賬本。在這種情況下，任何人篡改自己的賬本是沒有任何意義的，因?yàn)槌悄隳軌虼鄹恼麄€系統(tǒng)里面大部分節(jié)點(diǎn)。如果整個系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)只有五個、十個節(jié)點(diǎn)也許還容易做到，但是如果有上萬個甚至上十萬個，并且還分布在互聯(lián)網(wǎng)上的任何角落，除非某個人能控制世界上大多數(shù)的電腦，否則不太可能篡改這樣大型的區(qū)塊鏈。

【要素】

　　結(jié)合區(qū)塊鏈的定義，我們認(rèn)為必須具有如下四點(diǎn)要素才能被稱為公開區(qū)塊鏈技術(shù)，如果只具有前3點(diǎn)要素，我們將認(rèn)為其為私有區(qū)塊鏈技術(shù)（私有鏈）。

　　1、點(diǎn)對點(diǎn)的對等網(wǎng)絡(luò)（權(quán)力對等、物理點(diǎn)對點(diǎn)連接）

　　2、可驗(yàn)證的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（可驗(yàn)證的PKC體系，不可篡改數(shù)據(jù)庫）

　　3、分布式的共識機(jī)制（解決拜占庭將軍問題，解決雙重支付）

　　4、納什均衡的博弈設(shè)計(jì)（合作是演化穩(wěn)定的策略）

　　【特性】

　　結(jié)合定義區(qū)塊鏈的定義，區(qū)塊鏈會現(xiàn)實(shí)出四個主要的特性：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集體維護(hù)（Collectively maintain）、可靠數(shù)據(jù)庫（Reliable Database）。并且由四個特性會引申出另外2個特性：開源（Open Source）、隱私保護(hù)（Anonymity）。如果一個系統(tǒng)不具備這些特征，將不能視其為基于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用。

　　去中心化（Decentralized）：整個網(wǎng)絡(luò)沒有中心化的硬件或者管理機(jī)構(gòu)，任意節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，且任一節(jié)點(diǎn)的損壞或者失去都會不影響整個系統(tǒng)的運(yùn)作。因此也可以認(rèn)為區(qū)塊鏈系統(tǒng)具有極好的健壯性。

　　去信任（Trustless）：參與整個系統(tǒng)中的每個節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換是無需互相信任的，整個系統(tǒng)的運(yùn)作規(guī)則是公開透明的，所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容也是公開的，因此在系統(tǒng)指定的規(guī)則范圍和時間范圍內(nèi)，節(jié)點(diǎn)之間是不能也無法欺騙其它節(jié)點(diǎn)。

　　集體維護(hù)（Collectively maintain）：系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由整個系統(tǒng)中所有具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來共同維護(hù)的，而這些具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)是任何人都可以參與的。

可靠數(shù)據(jù)庫（Reliable Database）：整個系統(tǒng)將通過分?jǐn)?shù)據(jù)庫的形式，讓每個參與節(jié)點(diǎn)都能獲得一份完整數(shù)據(jù)庫的拷貝。除非能夠同時控制整個系統(tǒng)中超過51%的節(jié)點(diǎn)，否則單個節(jié)點(diǎn)上對數(shù)據(jù)庫的修改是無效的，也無法影響其他節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)內(nèi)容。因此參與系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)越多和計(jì)算能力越強(qiáng)，該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全性越高。

　　開源（Open Source）：由于整個系統(tǒng)的運(yùn)作規(guī)則必須是公開透明的，所以對于程序而言，整個系統(tǒng)必定會是開源的。

　　隱私保護(hù)（Anonymity）：由于節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間是無需互相信任的，因此節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間無需公開身份，在系統(tǒng)中的每個參與的節(jié)點(diǎn)的隱私都是受到保護(hù)的。

區(qū)塊鏈有兩個含義：

1、區(qū)塊鏈(Blockchain)是分布式數(shù)據(jù)存儲、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、共識機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。所謂共識機(jī)制是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間建立信任、獲取權(quán)益的數(shù)學(xué)算法。

2、區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，像一個數(shù)據(jù)庫賬本，記載所有的交易記錄。這項(xiàng)技術(shù)也因其安全、便捷的特性逐漸得到了銀行與金融業(yè)的關(guān)注。

狹義來講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

廣義來講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算方式。

5、區(qū)塊鏈1.0時代有哪些實(shí)際應(yīng)用?

最近區(qū)塊鏈（blockchain）非常火，新聞媒體大量報(bào)道，國內(nèi)眾多巨頭公司紛紛入場布局區(qū)塊鏈，把區(qū)塊鏈當(dāng)做互聯(lián)網(wǎng)時代的偉大顛覆性創(chuàng)新，都想在區(qū)塊鏈上搶占自己的市場商機(jī)。那么區(qū)塊鏈究竟是什么呢？

今天小編簡單介紹下區(qū)塊鏈教程。畢竟它也不是很難的東西，核心概念非常簡單，幾句話就能說清楚。希望大家看了后可以理解區(qū)塊鏈，還會明白什么是挖礦，為什么挖礦越來越難等問題。
區(qū)塊鏈，Blockchain，用英文解釋起來比較順，是基于互聯(lián)網(wǎng)的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，技術(shù)含量有限，架構(gòu)精美。它是互聯(lián)網(wǎng)貨幣王者「比特幣」的技術(shù)基礎(chǔ)。今天，區(qū)塊鏈從幕后走向前臺，這是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個進(jìn)步，雖然它還不成熟。區(qū)塊鏈的主要作用是儲存信息。任何需要保存的信息，都可以寫入?yún)^(qū)塊鏈，也可以從里面讀取，所以它是數(shù)據(jù)庫。
一、區(qū)塊鏈特征
區(qū)塊鏈?zhǔn)且淮褂妹艽a學(xué)方法相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊，每一個數(shù)據(jù)塊中包含了一次比特幣網(wǎng)絡(luò)交易的信息，用于驗(yàn)證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區(qū)塊。其主要含有以下特征：
去中心化
由于使用分布式核算和存儲，不存在中心化的硬件或管理機(jī)構(gòu)，任意節(jié)點(diǎn)的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由整個系統(tǒng)中具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來共同維護(hù)。
開放性
系統(tǒng)是開放的，除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對所有人公開，任何人都可以通過公開的接口查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和開發(fā)相關(guān)應(yīng)用，因此整個系統(tǒng)信息高度透明。
自治性
區(qū)塊鏈采用基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議(比如一套公開透明的算法)使得整個系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)能夠在去信任的環(huán)境自由安全的交換數(shù)據(jù)，使得對“人”的信任改成了對機(jī)器的信任，任何人為的干預(yù)不起作用。
信息不可篡改
一旦信息經(jīng)過驗(yàn)證并添加至區(qū)塊鏈，就會永久的存儲起來，除非能夠同時控制住系統(tǒng)中超過51%的節(jié)點(diǎn)，否則單個節(jié)點(diǎn)上對數(shù)據(jù)庫的修改是無效的，因此區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性極高。
匿名性
由于節(jié)點(diǎn)之間的交換遵循固定的算法，其數(shù)據(jù)交互是無需信任的(區(qū)塊鏈中的程序規(guī)則會自行判斷活動是否有效)，因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產(chǎn)生信任，對信用的累積非常有幫助。
二、區(qū)塊鏈項(xiàng)目都需要挖礦嗎
并非所有的區(qū)塊鏈項(xiàng)目都會采用類似于比特幣這樣的“工作量證明”方式，這更多出現(xiàn)在早期的區(qū)塊鏈項(xiàng)目中。如果采取其他的證明機(jī)制，如“權(quán)益證明（Proof of Stake，PoS）”、“股份授權(quán)證明機(jī)制（Delegate Proof of Stake）”都是不需要采取這樣的挖礦方式。
區(qū)塊鏈有哪些種類
目前區(qū)塊鏈有三種：
1、公有鏈
任何節(jié)點(diǎn)都是向任何人開放的，每個人都可以參與到這個區(qū)塊鏈中進(jìn)行計(jì)算，而且任何人都可以下載獲得完整區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)（全部賬本）。比特幣就是最典型的公有鏈。
2、私有鏈
有些區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景下，并不希望這個系統(tǒng)任何人都可以參與，任何人都可以查看所有數(shù)據(jù)，只有被許可的節(jié)點(diǎn)才可以參與并且查看所有數(shù)據(jù)，這種區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)我們稱為私有鏈。
3、聯(lián)盟鏈
聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵赣腥舾蓹C(jī)構(gòu)或組織共同參與管理的區(qū)塊鏈，他們各自運(yùn)行著一個或多個節(jié)點(diǎn)，之中的數(shù)據(jù)只允許系統(tǒng)內(nèi)不同的機(jī)構(gòu)進(jìn)行讀取和發(fā)送交易，并且共同記錄交易數(shù)據(jù)。R3組成的銀行區(qū)塊鏈聯(lián)盟要構(gòu)建的就是典型的聯(lián)盟鏈。
區(qū)塊鏈項(xiàng)目中一定需要出現(xiàn)某種幣嗎
不一定。
比特幣本身是作為一種支付系統(tǒng)，所以需要有一個價值度量的工具，必須要有bitcoin出現(xiàn)。此外，為鼓勵更多人貢獻(xiàn)自己的計(jì)算機(jī)來為系統(tǒng)提供計(jì)算，也需要有bitcoin來進(jìn)行獎勵。
而在一些私有鏈的系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)專門的資產(chǎn)進(jìn)行交易，每個節(jié)點(diǎn)都必須參與計(jì)算，這是每個節(jié)點(diǎn)責(zé)任也是權(quán)利，也不用考慮通過獎勵的方式來鼓勵他們參與。在這樣的系統(tǒng)里面，就可能不再需要設(shè)計(jì)某種幣的存在。
三、區(qū)塊鏈可以應(yīng)用在哪些行業(yè)
區(qū)塊鏈主要的優(yōu)勢是無需中介參與、過程高效透明且成本很低、數(shù)據(jù)高度安全。所以，在這三個方面有任意一個需求的行業(yè)都有機(jī)會使用區(qū)塊鏈技術(shù)。
四、大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈有什么聯(lián)系
在大數(shù)據(jù)中使用區(qū)塊鏈技術(shù)，大數(shù)據(jù)的技術(shù)生態(tài)百花齊放，沒有哪個軟件能解決所有的問題，能解決問題也是在一個范圍內(nèi)，即使是Spark、Flink等。在強(qiáng)調(diào)透明性、安全性的場景下，區(qū)塊鏈有其用武之地。在大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)上使用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以使得數(shù)據(jù)不能被隨意添加、修改和刪除，當(dāng)然其時間和數(shù)據(jù)量級是有限度的。以時間、數(shù)據(jù)量為坐標(biāo)軸，列出了目前大數(shù)據(jù)引擎大致擅長處理數(shù)據(jù)的范圍，區(qū)塊鏈可在其中成為一種很好的補(bǔ)充比如，對于存檔的歷史數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼈兪遣荒鼙恍薷牡模覀兛梢詫Υ髷?shù)據(jù)作Hash處理，并加上時間戳，存在區(qū)塊鏈之上。在未來的某一時刻，當(dāng)我們需要驗(yàn)證原始數(shù)據(jù)地真實(shí)性時，可以對對應(yīng)的數(shù)據(jù)做同樣的Hash處理，如果得出的答案是相同的，則說明數(shù)據(jù)是沒有被篡改過的。或者，只對匯總數(shù)據(jù)和結(jié)果做處理，這樣，只需要處理增量數(shù)據(jù)處理，那么應(yīng)對的數(shù)據(jù)量級和吞吐量級可能是今天的區(qū)塊鏈或改善過的系統(tǒng)可以處理的。通過把大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈相結(jié)合，能讓區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)更有價值，也能讓大數(shù)據(jù)的預(yù)測分析落實(shí)為行動，它們都將是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的基石。

區(qū)塊鏈1.0的發(fā)展與數(shù)字貨幣密切相關(guān)，應(yīng)用普遍集中在貨幣轉(zhuǎn)移、兌換和支付等方面。從某種意義上講，這個時期的區(qū)塊鏈技術(shù)找到了一個解決貨幣和支付去中心化的方案。

貨幣和支付構(gòu)成了區(qū)塊鏈1.0時代最顯著的應(yīng)用，出現(xiàn)了以比特幣為代表的一系列虛擬貨幣，如萊特幣、狗幣、瑞波幣、未來幣、點(diǎn)點(diǎn)幣等，全世界前后產(chǎn)生過數(shù)千種數(shù)字貨幣，到現(xiàn)在還在運(yùn)行的大概有700多種。這些“另類貨幣”充當(dāng)著互聯(lián)網(wǎng)上的“現(xiàn)金”，開啟了金融領(lǐng)域的另一片天地在虛擬貨幣的應(yīng)用場景下，個人可以用一種去中心化、分布式且全球化的方式，在個人之間分配和交易各種資源。

這個時期的區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域掀起了一股巨浪。在轉(zhuǎn)賬、匯款和數(shù)字化支付相關(guān)領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)備受關(guān)注。在這些領(lǐng)域，傳統(tǒng)方式要通過銀行等中心機(jī)構(gòu)進(jìn)行開戶行、對手行、清算組織、境外銀行（代理行或境外分支機(jī)構(gòu)）等煩瑣的處理過程，時間長，成本髙。應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)后，支付可以實(shí)現(xiàn)端對端的交易，去掉了繁冗的中間機(jī)構(gòu)處理環(huán)節(jié)，不僅快捷，而且交易成本非常低廉。尤其在跨境支付方面，基于區(qū)塊鏈的支付 系統(tǒng)可為用戶提供全球范圍的跨境、任意幣種的實(shí)時支付清算服務(wù)，跨境支付將以低成本方式瞬間完成。

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