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5.3 PoS机制

1472 人参与  2018年09月30日 14:46  分类 : 区块链精品文章  评论

PoW背后的基本概念很简单:工作端提交已知难于计算但易于验证的计算结果,而其他任何人都能够通过验证这个答案就确 信工作端为了求得结果已经完成了量相当大的计算工作。然而PoW机制存在明显的弊端。一方面,PoW的前提是,节点和算力是均匀分布的,因为通过CPU的 计算能力来进行投票,拥有钱包(节点)数和算力值应该是大致匹配的,然而随着人们将CPU挖矿逐渐升级到GPU、FPGA,直至ASIC矿机挖矿,节点数 和算力值也渐渐失配。另一方面,PoW太浪费了。比特币网络每秒可完成数百万亿次SHA256计算,但这些计算除了使恶意攻击者不能轻易地伪装成几百万个 节点和打垮比特币网络,并没有更多实际或科学价值。当然,相对于允许世界上任何一个人在瞬间就能通过去中心化和半匿名的全球货币网络,给其他人几乎没有手 续费地转账所带来的巨大好处,它的浪费也许只算是很小的代价。

有鉴于此,人们提出了一些工作量证明的替代者。权益证明(Proof of Stake,PoS)就是其中的一种方法。

权益证明要求用户证明拥有某些数量的货币(即对货币的权益),点点币(Peercoin)是首先采用权益证明的货币,尽管它依然使用工作量证明挖矿。

1.PoS的应用

点点币在SHA256的哈希运算的难度方面引入了币龄的概念,使得难度与交易输入的币龄成反比。在点点币中,币龄被定义为币的数量与币所拥有的天数的乘积,这使得币龄能够反映交易时刻用户所拥有的货币数量。

实际上,点点币的权益证明机制结合了随机化与币龄的概念,未使用至少30天的币可以参与竞争下一区块,越久和越大的币 集有更大的可能去签名下一区块。然而,一旦币的权益被用于签名一个区块,则币龄将清为零,这样必须等待至少30日才能签署另一区块。同时,为防止非常老或 非常大的权益控制区块链,寻找下一区块的最大概率在90天后达到最大值,这一过程保护了网络,并随着时间逐渐生成新的币而无需消耗大量的计算能力。点点币 的开发者声称这将使得恶意攻击变得困难,因为没有中心化的挖矿池需求,而且购买半数以上的币的开销似乎超过获得51%的工作量证明的哈希计算能力。

权益证明必须采用某种方法定义任意区块链中的下一合法区块,依据账户结余来选择将导致中心化,例如单个首富成员可能会拥有长久的优势。为此,人们还设计了其他不同的方法来选择下一合法区块。

2.随机区块选择

NXT币和黑币采用随机方法预测下一合法区块,使用公式查找与权益大小结合的最小哈希值。由于权益公开,每个节点都可以合理的准确度预计哪个账户有权建立区块。

3.基于权益速度的选择

瑞迪币(Reddcoin)引入权益速度证明,即鼓励钱币的流动而非囤积。通过给币龄引入指数衰减函数,使得1币的币龄不会超过2币月。


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