工作量证明和权益证明有什么区别?


比特币是第一个也是最重要的加密货币。它是一种电子创建、使用和维护的数字货币。数字货币的交易记录在区块中,并保存在区块链中,区块链是一个分布式、透明的数字账本。

在比特币挖矿过程中,网络矿工(拥有高性能显卡的计算机节点)解决哈希算法,即复杂的数学问题,并挖出一个区块以获得比特币奖励。这就是比特币进入市场的方式。

什么是工作量证明?

工作量证明的概念最早由Cynthia Dwork和Moni Naor在1993年提出,该术语由Markus Jakobsson在1999年创造,并在2008年被中本聪用作去中心化比特币挖矿的基石。

当谈到去中心化和分布式共识时,这意味着无需任何第三方即可发送或接收资金。例如,我必须向我的朋友发送500美元,我将使用银行等第三方中介支付,银行将从我的账户中扣除金额并存入他的账户。比特币作为去中心化和分布式共识出现,我不需要相信任何银行就能向我的朋友付款。我可以直接使用分布式系统转账,网络中的每个人都将知道这笔交易。将具有完全透明度。

比特币和其他数字货币使网络中的每个人都可以拥有区块链的副本,这是一个数字账本。没有人需要信任任何人,因为每个人都可以直接验证交易。每个节点或用户都将拥有已验证区块链的副本。

现在,谁来验证交易?这些交易的证明是什么?你怎么相信这些交易已被验证?这就是工作量证明的概念。

工作量证明的过程

  • 矿工解决密码难题以添加交易并创建新区块。

  • 为了创建区块,矿工将每秒验证和拒绝数百万个哈希值,直到他们找到nonce来创建新区块。创建新区块的矿工将获得12.5个比特币作为奖励。

  • 在这个过程中,数百名矿工使用他们的计算能力来获得正确的哈希值以创建区块。当网络中有更多矿工时,难题的难度会增加,使其难以解决。

  • 最广泛使用的工作量证明哈希值基于SHA-256算法。还使用其他哈希算法,例如Scrypt、Blake-256、CryptoNight和Scrypt-n。

  • 创建区块后,矿工将发布工作量证明,证明他已创建了一个新区块,并且它不是任何副本。此工作量证明非常难以创建,但可以轻松地被组中的其他矿工验证。

  • 一旦矿工向网络提交他的区块进行验证,其他矿工将验证并接受该区块,如果网络中该区块属于最长的区块链,则该区块将被添加到最长的区块链中。在此验证过程中,必须达成至少51%的共识才能将新区块添加到区块链中。

工作量证明是比特币区块链的本质,比特币区块链是世界上第一个加密货币。但是,该系统存在一些根本缺陷。

工作量证明的缺陷

  • 由于矿工为了获得比特币奖励而争相创建新区块,它消耗了大量的能源和计算能力。一些研究表明,运行和维护比特币网络所使用的能源可用于为数百万个家庭供电。

  • 这不是一个公平的游戏,因为矿工池利用其组合的计算能力,或者拥有更强大的ASIC的人将比其他人更快地挖出区块的机会更大。这一概念违背了系统的完全去中心化,因为网络将由拥有更多哈希能力和资金来支付大量电力和系统的矿工或矿工池控制。

  • 理论上,控制超过51%比特币网络的大型矿池可以控制网络。

为了克服工作量证明的缺点,以太坊将权益证明视为解决方案。

什么是权益证明?

权益证明通常应用于像以太坊这样的加密货币,其中代币是预先挖矿的。这里的矿工被验证者取代。

  • 验证者将锁定他们拥有的部分加密货币作为抵押。它就像一种赌博。一旦他们锁定了一些代币,他们就会寻找要添加到链中的新区块,并开始验证它们。

  • 当他们完成验证并将区块添加到有效的区块链后,他们将获得与其努力和抵押金额成比例的奖励。

  • 在这种系统中,你押注的代币数量很重要,因为你的抵押越大,你就越有可能忠于系统,因为你会从它的最佳性能中获益。

  • 权益证明系统旨在选择高抵押者,不仅基于金额,还基于其他因素。选择可能基于随机区块选择、基于代币年龄的选择和主节点等。

  • 在权益证明系统中,工作量证明系统中可能存在的垄断机会很少,因为这里的验证者必须抵押他们的资金,这使其成为一项代价高昂的事务。此外,验证者将表现得更加仁慈,因为权益证明投资远高于工作量证明。

权益证明是首选,因为与工作量证明相比,交易费用要低得多。高昂的电费、非常低的投资回报率和采矿设备的折旧使工作量证明价格大幅上涨。这使得比特币区块的挖矿成本更高。

更新于:2019年7月30日

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