POS:PoS整体介绍_Ethersocial

导读:“文章会从区块链共识说起,从2008年比特币PoW开始至今,目前百花齐放的共识有哪些,接下来会告诉你这个系列的主轴ProofofStake(权益证明机制)是什么?提出PoS者对这个共识的描述,以及以太坊创始人V神的看法,以太坊可是在白皮书最初就决定未来会转型PoS,最后以图表及数据呈现PoS的未来趋势,欢迎大家与我们一起学习这个系列,以后看到相关知识点就可以和别人侃侃而谈了。”第一章PoS介绍

1.1.什么是区块链共识区块链是由一个一个块链接形成了块链条,每个新块生成都需要参与验证人的共同确认,这个共同确认的过程就是区块链共识。区块链从2009年发展到现在,已经演变出多种共识,不同共识以不同方法解决了运行中出现的攻击,作弊,延时,一致性,最终确定性等等问题。截至2018年,主流的共识算法包括PoW,PoS,BFT,混合共识等,还有一些从主流基础上演变出来的共识算法,诸如PoA,PoI,DPoS,PBFT等等,百家争鸣,百花齐放。其中,主流算法里面,PoS应该是当前主流里面的主角。PoS在PoW的基础上发展而来,更受到当今区块链共识世界里面的推崇。在2014-2017年期间,基于PoS共识打造的区块链逐渐增多,就连市值长期保持第二的以太坊也计划从PoW转到PoS。2019年,这些基于PoS的公有链会上线主网,届时我们将看到新一代PoS公链站到舞台中央,让人们审视。此章节,我们会对PoS共识算法的起源和发展,做一个简要的总览。1.2.什么是PoS-股权证明机制共识PoS——股权证明机制,一种主流的区块链共识算法,目的是为了让区块链里的分布式节点达成共识,它往往和PoW——工作量证明机制一起出现,两种都被认为是区块链共识算法里面的主流算法之一。PoW于2009年诞生并应用于比特币,PoS于2011年提出,2012年首个应用该算法的币种Peercoin诞生。PoS作为后来者,在共识层面借鉴很多PoW的设计,如区块设计,矿工选择,分叉处理,交易验证等,很多对共识的改进和区块链底层有很大的关系,PoS做了大量的改进设置,以满足基于股权证明的机制,可以说是取其精华去其糟粕。关于PoS的定义,维基百科对其的定义是:一种旨在使加密货币区块链网络达成分布式共识的算法Proofofstake(PoS)isatypeofalgorithmbywhichacryptocurrencyblockchainnetworkaimstoachievedistributedconsensus.记载中,最早在2011年PoS的提出者,对PoS是这样描述的:我在想,如果比特币被更广泛的应用,那么一种基于PoW系统证明的交易,有可能会被基于PoS系统的证明所替代。我的意思是,PoS——股权证明机制,就是以你可以用私钥证明的比特币数量为权重,来代替你给比特币网络带来的算力权重,给交易历史“投票”来证明。I'mwonderingifasbitcoinsbecomemorewidelydistributed,whetheratransitionfromaproofofworkbasedsystemtoaproofofstakeonemighthappen.WhatImeanbyproofofstakeisthatinsteadofyour"vote"ontheacceptedtransactionhistorybeingweightedbytheshareofcomputingresourcesyoubringtothenetwork,it'sweightedbythenumberofbitcoinsyoucanproveyouown,usingyourprivatekeys.以太坊创始人VitalikBurtain也是PoS的提倡者,他在《CaspertheFriendlyFinalityGadget》博客中对PoS的定义是:在一个PoS系统中,区块链的新区块生成是通过该系统中的持币人,或者是一个有影响力的持币机构参与达成的。这比PoW的挖矿具有更高的效率,不需要高性能的硬件,也不需要花费电力。InaPoSsystem,ablockchainappendsandagreesonnewblocksthroughaprocesswhereanyonewhoholdscoinsinsideofthesystemcanparticipate,andtheinfluenceanagenthasisproportionaltothenumberofcoins(or‘stake’)itholds.ThisisavastlymoreefficientalternativetoPoW‘mining’andenablesblockchainstooperatewithoutmining’shighhardwareandelectricitycosts.基于以上的定义,我们对PoS应该有了一个大致的了解:它是一种算法,通过持币人的同意来达成共识,目的是确定出新区块,这过程相对于PoW,不需要硬件和电力,且效率更高。PoS共识中引入了Stake的概念,持币人将代币进行Staking,然后获得出块的机会,PoS共识中会通过选举算法,按照持币量比例,选出区块的矿工。矿工在指定高度完成打包交易,生成新区块,并广播区块,广播的区块经过PoS共识中另外一道“门槛”,验证人验证交易,通过验证后,区块得到确认。这样一轮PoS的共识过程就进行完成了。分布式网络中有很多个节点,这节点就是上述讲到的Stake,PoS共识所保证的就是,系统足够安全,不会被外人所破坏,并独立稳定的运行下去。这其中需要考虑的问题非常的多,这些问题会我会在后面的章节中和大家讲明白。1.3.PoS共识的趋势目前在Top50市值的币种里面,应用PoS,类PoS和PoS混合共识的种类总共有16种,占总量32%;应用PoW和PoW混合共识的种类总共有22种,占总量40%,PoW+PoS混合共识的种类总共有3种,占比6%。前50市值的币种中,很多都是从比特币时代发展起来的,所以我们看到目前占比更多的还是基于PoW共识的币种,但这其中包含了很多功能类似的分叉币种,如对BTC的分叉就多达5种,比特现金Bitcoincash,比特愿景BitcoinSV,比特黄金BitcoinGold等,还有ETH上的分叉;还有针对以太坊的以太坊Ethereum和以太坊经典EthereumClassic。如果把重复币种去除,PoS和PoW的占比就会比较接近了。

图1市值Top50币种的共识分类2017年是ICO元年,也是大量公有链爆发出来的元年。共有876种币种进行ICO,总共募资余额62亿美元。其中募资额Top20当中,基于PoS共识的币种有6种,占比30%;基于PoW共识的只有1种,占比5%。其中Tezos为2017年PoS募集之最,总募资额约为2.3亿美元。PoW和PoS总量占比都在减少,这和当时大量项目以ETH平台创建有关系。总体上看,趋势比较明显,在未来10年中,PoW会趋向减少,PoS在趋向增多。

图22017年ICO募资情况2018年,由于整体加密数字通证进入熊市,很多ICO项目没有得到很好的融资,加上公有链项目赛道已经比较拥挤,项目方融不到钱,所以自然关注度降低了很多。但是,这其中也有新的PoS项目涌现,如图灵奖得主SivioMicali的Algorand,就是基于PoS共识的项目。下面图3可以看到2018年的融资情况。

图32018年ICO募资情况

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