目前，以太坊正在考慮采用一種新的方法來驗證其網(wǎng)絡內(nèi)的交易，從而降低能耗并實現(xiàn)每秒更多的交易次數(shù)。這個新的方法被稱為權益證明（PoS）。然而，目前大多數(shù)區(qū)塊鏈采用的是當前一致的算法，即工作量證明（PoW），隨著時間的推移已經(jīng)證明其可靠性，區(qū)塊鏈社區(qū)擔心采用PoS可能帶來安全風險。

PoW是一種確認你做了多少工作量的證明，因為您已經(jīng)付出了努力，因此您可以驗證交易。最初由Cynthia Dwork和Moni Naor于1993年提出，后來由Satoshi Nakamoto在2008年由比特幣發(fā)布實施。PoS允許個人投入或”融資”一定數(shù)量的貨幣作為保險，然后獲得信任以驗證交易。

我們將考慮如何在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中實施它們，同時考慮到它們的實施可能帶來的風險以及可能解決的方案。

從構思到實施

PoW并不是什么新鮮事。每當我們在網(wǎng)上遇到它時，我們通常會對它感到惱火。驗證碼是POW最基本的應用，這是一個較小版本的PoW，用于證明我們是人類。通過讓你選擇那些無聊的選項，驗證你實際上是”人”而不是機器，當你選對正確的答案時，你被證實是一個人，并可以在網(wǎng)上繼續(xù)上網(wǎng)。

在區(qū)塊鏈中，這要復雜得多。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，有許多節(jié)點彼此互連。在該網(wǎng)絡中共享處理能力的節(jié)點可以稱為礦工，他們是執(zhí)行PoW以驗證事務并為區(qū)塊鏈找到下一個塊的新哈希節(jié)點。當他們成功完成每項計算時，他們會獲得加密貨幣獎勵，鼓勵礦工繼續(xù)采礦。

為了讓數(shù)字貨幣不那么快的被開采完，設計者設計隨著時間的推移，計算難度增加，這意味著想要計算出各個節(jié)點需要更強大的算力才能成為第一個完成PoW的人。用個人計算機的礦工逐漸被淘汰，擁有一排排強大處理器的巨型采礦倉庫成為主流。這一點似乎打破了分散加密的目的，因為唯一具有這種購買力的人是大公司。礦工們現(xiàn)在只能將他們的處理能力集中在一起，這樣他們作為一個集體，集中所有的算力，才可以完成PoW并分配獎勵。

工作量證明（Proof-of-Work）

用以太坊和比特幣作為采礦業(yè)的例子，這些業(yè)務在能源消耗和采礦池規(guī)模方面已經(jīng)達到荒謬的水平。對于以太坊，估計采礦總成本（2，277，959，012美元）超過了可用于采礦的年度獎勵（1，378，876，829美元）。以太坊采礦能耗似乎接近冰島的能源使用量。

比特幣方面，由于估計的采礦成本（3，656，073，069美元）仍然低于年度獎勵（4，769，978，010美元），比特幣仍有利可圖。比特幣能耗估計與奧地利相似。

由于PoW只會變得更難并且需要更多的處理能力才能完成，因此除非在處理能力或能源生產(chǎn)方面取得了一些翻天覆地的技術革命，否則能耗是不可能合理的。

PoW容易受到分布式拒絕服務（DDoS）攻擊，即黑客控制著51％的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。黑客將能夠進行他們希望的任何交易，包括雙重花費并刪除分類帳的歷史記錄。

這種攻擊會適得其反，因為它會使有問題的加密貨幣貶值。但是，由于礦工顯然希望加入最大的礦池以獲得更高的獎勵機會，因此目前礦池規(guī)模不斷擴大是最令人擔憂的。目前，在Etherium上只需要3個礦池即可達到51％。很明顯，礦池中的每個人都希望保持現(xiàn)狀并獲得獎勵，但某個礦池達到51％在未來是可能存在的。

權益證明（Proof of Stake）

POS機制可以被描述成一種虛擬挖礦。鑒于POW主要依賴于計算機硬件的稀缺性來防止51%攻擊，POS則主要依賴于區(qū)塊鏈自身里的代幣。在POW中，一個用戶可能拿1000美元來買計算機，加入網(wǎng)絡來挖礦產(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，把這些代幣當作押金放入POS機制中，這樣用戶就有機會產(chǎn)生新塊而得到獎勵。在POW中，如果用戶花費2000美元購買硬件設備，當然會獲得兩倍算力來挖礦，從而獲得兩倍獎勵。同樣，在POS機制中投入兩倍的代幣作為押金，就有兩倍大的機會獲得產(chǎn)生新區(qū)塊的權利。

總體上說，POS算法如下所示。存在一個持幣人的集合，他們把手中的代幣放入POS機制中，這樣他們就變成驗證者。假設在區(qū)塊鏈最前面一個區(qū)塊（區(qū)塊鏈中最新的塊），這時POS算法在這些驗證者中隨機選取一個（選擇驗證者的權重依據(jù)他們投入的代幣多少，比如一個投入押金為10000代幣的驗證者被選擇的概率是一個投入1000代幣驗證者的10倍），給他們權利產(chǎn)生下一個區(qū)塊。如果在一定時間內(nèi)，這個驗證者沒有產(chǎn)生一個區(qū)塊，則選出第二個驗證者來代替來產(chǎn)生新區(qū)塊。與POW一樣，以最長的鏈為準。

PoW經(jīng)過了充分測試，可用于許多加密貨幣項目。用DDoS對POW算法的區(qū)塊鏈進行攻擊對于今天的計算技術來說是不可能的。然而，高能源成本，環(huán)境壓力增加，不利的媒體報導，采礦業(yè)務集中以及交易量下降，這些都可能使其長期收益下降。社區(qū)也越來越關注比特幣采礦的高能源成本。

結論

結論

沒有一種方法是完美的，每種方法都有自己的一系列問題，讓極其智能人忙碌起來。什么時候以及我們將看到多少進展仍有待觀察，但有一點是肯定的 — 進展即將來臨，這將成為加密貨幣成為主流的轉(zhuǎn)折點。