Proof of Stake是如何工作的：关于新一代共识机制的所有你需要知道的事情

权益证明如何运作？这个共识算法不是依靠计算能力，而是依赖于参与者愿意在网络中锁定的币的数量。这使得权益证明与传统的工作量证明有着根本的区别，并为区块链的能效、可扩展性和安全性开辟了新的机会。

工作原理：从理论到实践

2011年作为解决工作量证明问题的方案引入，权益证明的工作原理基于从网络中随机选择验证者的原则。系统考虑多个因素：被锁定的币的数量、它们在质押中的时间、随机化和节点的财务支持。

当参与者想要加入验证过程时，他们会在网络中锁定一定数量的币。质押的币越多，被选中创建下一个区块的概率就越高——这个过程称为铸造。然而，系统并不是按“越富越可能”的原则运作：采用了特殊的随机化机制和基于质押时间的选择，以防止某些参与者的主导地位。

验证者选择方法

随机选择区块假设寻找具有最小哈希值和同时在权益证明中拥有最大总额的节点。这种方法虽然公平，但却是可预测的：每个参与者的币量是公开可获取的。

选择质押时间的工作方式不同：验证者的选择取决于其代币在区块链中的停留时间。停留时间计算为天数与质押数量的乘积。区块创建后，计数器重置，这可以防止频繁重新选举同一参与者。

验证过程和奖励

所选验证者检查交易的正确性，签署区块并将其添加到链中。为此，他会获得区块中交易的一部分手续费，有时还会获得额外的代币奖励。

如果验证者想要退出系统，他的奖励和押金会在一段时间内被锁定——这允许网络检查参与者是否添加了伪造的区块。如果发现欺诈，验证者将失去部分资金(这个过程称为“削减”)。这样的经济激励保护网络免受不良行为。

哪些网络使用权益证明

在以太坊2.0升级中，以太坊迁移到权益证明（PoS）后，这一机制成为新区块链的标准。今天，权益证明（PoS）被应用于：

-Solana

• 雪崩
• 波卡
• BNB 链
• BNB智能链

每个网络根据自己的需求调整机制，创造出算法的不同变体。

PoS相对于PoW的优势

能源经济性是主要优点。参与的成本取决于权益证明的经济支出，而不是解决数学难题的能源消耗。这与工作量证明相比，经济性不可同日而语。

更可及的去中心化。启动节点不再需要昂贵的挖矿设备。任何人都可以锁定代币并参与验证，这降低了进入门槛并促进了网络的分布。

无限制的可扩展性。由于网络不依赖于矿工的物理能力，增加新的验证者要简单得多且成本更低。

经济安全。验证者冒着自己的资金风险——如果网络发现欺诈，他将失去比赚得更多的资金。因此，不诚实的行为变得在经济上没有意义。

适应性。权益证明可以轻松地根据不同区块链的任务和需求进行修改，这使得它产生了许多变体。

PoS的缺点和风险

尽管有优势，这个机制也有显著的缺点。

分叉问题。在权益证明（PoS）下，对于分叉的两个方面的验证没有经济惩罚——与工作量证明（PoW）不同，后者需要巨大的能源消耗。这使得攻击者在网络分叉期间更容易攻击网络。

进入质押的门槛。虽然权益证明比工作量证明更易获得，但参与者仍然需要区块链的原生代币。有效的质押往往需要显著的投资，这可能会排除没有资本的用户。在工作量证明中，任何人都可以使用廉价设备进行挖矿或加入矿池。

51%攻击的脆弱性。虽然这两种机制都是脆弱的，但权益证明（PoS）对此风险更为敏感。如果代币价格下跌或区块链的市值较低，敌人理论上可以以低价购买超过一半的代币并控制网络。

权益证明的变种

权益证明在每个区块链中的工作方式取决于其特性。算法的不同变体不断发展：

委托权益证明 (DPoS)

允许用户质押币而不成为完全的验证者。相反，他们充当代表：通过所选的验证者投入资金并获得其部分奖励。代表根据提供的激励大小和声誉来选择验证者。

提名权益证明 (NPoS)

用于 Polkadot。类似于 DPoS，但有一个关键区别：提名者如果选择的验证者不诚实，则面临失去资金的风险。每个提名者可以选择最多 16 个验证者，网络将其代币平均分配给这些验证者。Polkadot 使用博弈论来选择验证者。

权益证明 (PoSA)

使用BNB智能链。结合权益证明和授权证明：由21名活跃验证者组成的团队，根据委托的BNB数量轮流创建区块。该列表每天更新。

成果

从比特币及其计算能力的时代，区块链社区转向了经济共识。权益证明的运作证明了这种方法的有效性：网络获得了经济性、可扩展性和公平性。尽管工作量证明仍然被比特币和其他一些项目使用，但权益证明正成为新一代区块链的标准——而这一变化将伴随我们很长一段时间。