目前，以太坊正在考慮采用一種新的方法來驗證其網絡內的交易，從而降低能耗并實現(xiàn)每秒更多的交易次數。這個新的方法被稱為權益證明（PoS）。然而，目前大多數區(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，并可以在網上繼續(xù)上網。

在區(qū)塊鏈中，這要復雜得多。在區(qū)塊鏈網絡中，有許多節(jié)點彼此互連。在該網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，加入網絡來挖礦產生新區(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），給他們權利產生下一個區(qū)塊。如果在一定時間內，這個驗證者沒有產生一個區(qū)塊，則選出第二個驗證者來代替來產生新區(qū)塊。與POW一樣，以最長的鏈為準。

PoW經過了充分測試，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折點。