聊聊加密货币中的PoW和PoS

译者 | 陈峻

审校 | 孙淑娟

如果您已经投身于加密货币的生态圈中，一定会经常听到工作量证明（Proof-of-Work，PoW）和权益证明（Proof-of-Stake，PoS）这两个词语。您是否真正了解两者的含义和用途？本文将从如下四个方面，和您讨论工作量证明和权益证明的具体含义和主要区别。

• 什么是权益
• 权益与挖矿的区别
• 权益能够潜在地为加密货币交易方（crypto-traders）产生被动收入吗?
• 什么是货币权益（coin-staking），又该如何使用它？

什么是挖矿

在解释权益被创建的目的、及其能够解决的问题之前，让我们先以比特币为例，简单了解一下区块链背景下的挖矿基本原理。

比特币和一些早期的去中心式加密货币，允许在没有任何中央权威机构的参与下，依靠区块链将数字货币从一方转给另一方。最初，解决管理区块链是通过“挖矿”来实现的。此处的“挖矿”是指各方通过具有强大硬件配置的计算机，以相互竞争的方式，去解决某些数学难题。谁首先找到了答案，将被奖励获得在分类帐本（ledger）中写入交易(也被称为块)的权利。因此，“矿工们”竞相使用具有更强算力的系统，以获得更多每秒能猜测（guesses/sec）到的机会，从而增加他们获取答案的几率，进而达到写入分类帐本的权利。

挖矿的过程可被称为PoW

PoW是一种根据共识机制而设计出来的协议。该协议用来判定在现有矿工群体中，谁能够去更新分类帐本。由于是去中心化的，因此矿工们彼此之间并不知道、也没有必要知道对方的存在。可见，前文提及的矿工们的电脑通过密集运算，求解数学难题，并最终写入分类帐本（区块链）的过程，就是工作量证明。

PoW虽然是一种针对去中心化分类帐本的可靠、安全、甚至合法的解决方案，不过它也相当耗费和占用资源。攒积高性能的电脑，本身就是一种十分烧钱的消费。同时，为了能够在他人之前解出数学问题，电脑需要7*24小时运行，这背后需要高额的电费予以支撑。

用权益来解决挖矿的问题

针对上述在挖矿过程中产生的问题，权益（Staking）作为一种替代性的共识机制出现了。不同于挖矿中的电脑“军备”竞赛，权益让用户(其实，我们不应再称之为“矿工”了)获得的是实际的货币奖励。也就是说，它让用户锁定的是区块链上一个节点的一定数量的货币(或称基金)。这些被锁定的基金可以被认为是用户的权益（或称份额）。据此，用户作为整个网络的一部分通过该节点去打造下一个区块。

而在“铸币”的过程中，为了消除单个节点（或实体）可能出现的偏差，随机性也被考虑到其中，以综合判定用户在整个环节用户花费了多长时间，使用了多少基金。

至此，我们可以将挖矿和权益总结为：在采矿中、用户使用他们的电脑来获得奖励；而权益是指用户使用他们占有的货币份额来获得奖励。

以太坊中的PoS

如今，诸如：Cardano、Solana、Polkadot、Tezos以及Harmony等许多新近推出的加密货币都用到了PoS的机制。值得注意的是，每一种加密货币都会使用不同的规则，去计算和分配奖励。下面，我们来讨论一种典型的加密货币—以太坊（Ethereum）。

一直以来，以太坊都是基于PoW的。直到2020年12月，其区块链创建了基于​​PoS“灯塔链​​（Beacon Chain）”。下图是灯塔链的简单介绍。我们可以简单地将基于工作量证明的以太坊称为Ethereum 1.0，而将基于权益证明的版本称为Ethereum 2.0。

为了在Ethereum 2.0上获得奖励，您必须满足：

• 成为一个验证者（Validator）。
• 需要锁定32 ETH作为权益。
• 在单个节点上您至多能锁定32 ETH，而为了增加获胜的机会，您需要多个节点。

目前，Ethereum 2.0与原始的Ethereum 1.0呈双轨运行的状态，并会持续下去，直至合并（Docking）的发生。此处的合并是指：Ethereum 1.0和Ethereum 2.0将会被合并成为一个纯粹使用PoS网络的以太坊。该合并原本计划在2022年6月完成(显然目前已有所推迟)。也只有在合并完成后，您才能将ETH权益和奖励进行兑现。

ETH权益的奖励

您一定想知道ETH权益与其奖励之间的关系吧。在Ethereum 2.0中，每个参与到网络中的验证者需要在初创之时，持有一定比例的启动ETH权益。因此，如果您拥有100万的ETH权益，那么最大年度奖励可高达18.1%。相反，如果有300万的ETH权益被瓜分，那么奖励会减少到10.45%。您可以把年度奖励想象为一个固定大小的蛋糕，参与分配的验证者越多，奖励就会较小（如下图所示）。您可以通过链接– https://www.stakingrewards.com/earn/ethereum-2-0/，了解更多有关Ethereum 2.0权益奖励的相关信息。

以太坊权益的“门槛”

以太坊权益虽然解决了挖矿问题，但是也存在着如下的门槛：

• 注册成为验证者的过程较为复杂。
• 自行建立的验证者往往需要大量的技术知识。
• 您仍然需要为了32 ETH去配置一台专用电脑。
• 如果您违反交易规则，甚至实施“双花（一笔钱花来两次）”攻击的话，将会被削减部分权益，甚至被踢出网络。
• 以太坊每天只接受900个新注册的验证者，其余则需要排队等待。目前，约有5000个验证者正在等待加入。您可以通过链接–https://beaconscan.com/validators，了解最新的验证者更新列表。

ETH权益的替代方式

您可以通过如下常见的以太坊权益替代方式，在无需运行自己的节点，或分叉32 ETH的情况下，获得奖励：

1.以太坊权益交易所

对于菜鸟用户，最简单的方法是通过一些支持加密货币交易的验证者平台，来免费获得奖励，就像找专业机构代为炒股那样。而且，其中的一些交易所甚至允许您把权益的奖励立即兑现，而无需等到合并的阶段。当然，此方式获取的奖励非常少，仅供您参与到以太坊网络中。而且，这虽然省去了自行申请和运行验证者的繁琐，但是您在交易中权益也会部分被平台方（交易所）所抽成。目前，有如下知名的交易所可以提供以太坊权益：

• ​​Binance​​
• ​​Coinbase​​
• ​​Kraken​​
• ​​Crypto.com​​

2.以太坊权益池

在PoW模式下，有人通过拼接更好的算力，以挖矿池的方式来获得硬件优势。那么权益池也套用了类似的概念：一群人聚在一起，每个人都贡献自己被预期的权益量，以便协同打造区块链的下一环。当然，在使用此方法之前，您需要对此类撮合平台“做好功课”，反复询问诸如：池中的验证者可靠吗？池的费用有哪些？池的容量有多少？具有良好的客户支持吗？需要放弃自己的私钥吗？等相关问题。下面为您列举了四个目前比较知名的权益池：

• ​​Cream Finance​​
• ​​Stake DAO​​
• ​​Rocket Pool​​
• ​​StakeWise​​

3.通过验证者即服务（Validator-as-a-service）实现以太坊权益

一些公司还会允许您在他们的服务器上运行自己的验证者，以省去技术上的构建与维护。此类方法的优势在于，您既可以保持对自己的加密货币的控制权，也比较容易及时获取权益。当然，由于您实际上是在自行运行验证者，因此您需要为节点自行存入32 ETH，同时也需要为使用的服务支付额外的费用。

小结

综上所述，我们从区块链的基本概念入手，和您讨论了工作量证明的基本原理，并重点解释了权益证明在更新交易的分类帐本中的作用，以及实现的不同途径。希望上文能够帮助您更轻松地完成加密货币的应用开发与实践。

译者介绍

陈峻 （Julian Chen），IDC.NET社区编辑，具有十多年的IT项目实施经验，善于对内外部资源与风险实施管控，专注传播网络与信息安全知识与经验。

原文标题：​​Understanding Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake in Crypto​​，作者：Hongkiat Lim​