工作量证明与权益证明

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工作量证明与权益证明：区块链设计中的根本辩论

工作量证明和权益证明是区块链中两种主要的共识机制，它们之间的辩论涉及有关安全性、去中心化、能源使用和经济激励的基本问题。

这两种机制解决同一个问题：如何在不信任彼此的数千个独立参与者之间，在没有任何中央权威做出最终决定的情况下，就分布式账本的状态达成一致。

它们的解决方式不同。PoW 使用物理的、现实世界的计算工作作为诚实参与的昂贵信号。PoS 使用锁定在协议中的金融股份。每种方法创造出不同的安全属性、不同的攻击向量、不同的环境足迹，以及参与者与网络之间不同的经济关系。

比特币的工作量证明将区块链扎根于物理现实中。链的安全性是由电力消耗和专业硬件支持的。这有一个权益证明所缺乏的属性：攻击的成本以必须不断支出的现实世界资源来计量。

想要重写比特币历史的攻击者需要获得比整个诚实网络更强大的计算能力，并持续维持这种优势，以便重写目标区块。在比特币当前的规模下，这需要数十亿美元的硬件和持续的电力成本，后者每天需要数千万美元。该攻击可能会摧毁它试图操纵的比特币价值，使其在经济上变得不合理。

工作量证明也有着悠久的历史。自2009年以来，比特币一直持续运作，没有对其共识机制的成功攻击。这十五年的实战考验是真正的安全凭证，而权益证明系统仍在积累这一点。

以太坊的权益证明将安全性建立在经济承诺基础上，而不是实体工作。验证者锁定32 ETH作为参与的抵押。诚实的验证者可以获得奖励。 dishonest 的验证者通过削减损失他们的股份。

对以太坊的 PoS进行成功攻击需要积累大量的所有质押 ETH，目前的金额在数千亿美元。即使攻击者能够获得足够的 ETH，协议也能够检测并削减他们的股份，社区可以协调社会层响应，从而从成功的攻击中进行分叉。

与 PoW相比，PoS消耗的能量少得多。以太坊在2022年的转型将其能耗减少了99%以上。对于环保意识强的参与者和拥有ESG要求的机构投资者来说，这是一个显著的实际差异。

对 PoS 的批评是，巨型验证者之间的股份集中可能导致逐步集中化，使富有的参与者对网络产生不成比例的影响。

在 PoW 和 PoS 之间最有趣的知识差异之一是，新参与者如何验证哪个链是合法的。

在 PoW 中，合法链客观上是累积工作量最多的链。仅凭链数据就可以验证，而无需信任任何外部方。新节点可以下载完整链历史并通过密码学验证哪个链代表了最多的现实工作。这种属性被称为客观安全性。

在 PoS 中，确定合法链需要知道一些关于外部世界的状态，特别是持有股份的人和当前的验证者集合是什么。新参与者必须依赖检查点或社会共识来引导他们对链的看法。这在初始同步期间需要一定程度的社会信任，而 PoW 则不需要。

这个差异在敌对场景的理论极端中尤为重要，但在区块链安全研究社区中，这是一个真实且持续的辩论。

从投资的角度来看，PoW与PoS的区别有几个实际影响。

比特币的PoW意味着矿工出售是一个持续的供应压力来源。矿工必须出售一部分他们赚取的比特币，以支付电力和运营成本。这会造成一个结构性、可预测的出售流，影响市场动态，特别是在减半期间。

以太坊的PoS创造了质押奖励，奖励那些参与验证的ETH持有者。这使得ETH成为一种收益资产，与比特币相比，其估值框架发生了变化。结合EIP-1559费用燃烧，ETH在网络活动高峰期间可能会出现通货紧缩。

在评估其他链时，PoW与PoS的选择告诉你有关项目安全哲学和硬件需求性质的信息。具有较低PoW哈希率的链可能容易受到51%的攻击。集中化的PoS验证者集面临不同但相关的集中化担忧。

工作量证明和权益证明都是针对共识问题的真正解决方案，各自具有合法的优势和真实的权衡。

比特币的工作量证明具有无与伦比的经过验证的安全性和客观可验证性。以太坊的权益证明则提供了显著较低的环境足迹，为验证者带来收益，并采用适合其作为可编程平台的不同经济设计。

争论并不在于哪种机制更具普遍优越性。关键在于对于特定区块链的目标、价值观和用例，哪些权衡最为恰当。理解这两者有助于您以应有的细微差别评估任何区块链的安全模型。

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