MOL摩尔链学院-PoW和PoS到底是什么？区块链必学知识点

MOL摩尔链学院：许多刚接触区块链的小伙伴会经常听到两个英文单词：PoW和PoS。最初听到这两个单词，是不是看起来都有些一头雾水？所以今天，MOL摩尔链学院就来带你了解下，PoW和PoS，到底是什么。

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PoW，是英文Proof Of Work缩写，译为：工作量证明。它是共识机制的一种。

用一句话来介绍PoW，那就是：做得越多，得到越多。

我们可以将它理解成一份可证明你做过一定量的工作的凭证，当别人通过查看工作的结果，就能知道你是否完成了指定量的工作。

我们熟知的比特币挖矿，采用的就是PoW机制。比特币网络通过调节计算难度，保证每一次竞争记账都需要全网矿工计算约10分钟，才能算出一个满足条件的结果。当有矿工找到了这个满足条件的结果，便可认定全网矿工完成了指定难度系数的工作量。

再往细了说，矿工们在挖一个新的区块时，必须对SHA-256密码散列函数进行运算，区块中的随机散列值以一个或多个0开始。随着0数目的上升，找到这个解所需要的工作量将呈指数增长，矿工通过反复尝试找到这个解。最先算出正确答案的节点可获得当前区块的记账权，同时获得新发行比特币的奖励。

而获得记账权的概率取决于矿工工作量占全网的比重，如果占比20%，那么他就有20%的概率获得奖励。

通俗的说，PoW 的意思就是社会主义，按劳分配，多劳多得。

PoW 优点

1，去中心化?

PoW将记账权公平的分派到其他节点，得到奖励的概率取决于贡献的有效工作。

2，安全性高?

如果有人想破坏系统，需要投入极大的成本。要想作弊，需要有超过51%的算力。当投入和得到的不成比例时，作弊者就不容易作恶了。

PoW 缺点

1，浪费资源

挖矿这一行为，造成了大量的资源浪费。因比特币已吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全。这种本该依据算力进行公平分配奖励的机制，演变成对矿机算力的大量投入，违背了中本聪的设计初衷。

2，网络性能低?

因为比特币的出块的时间是10分钟，所以交易确认至少需要10分钟，且目前tps是每秒7笔交易，不适合商业应用。

3，算力过于集中

算力高的大型矿池是主人，而持币的人没有参与决定的权利，而且随着比特币分叉，已逐渐失去“去中心化”的标签。

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接下来，我们谈谈PoS。

PoS，是英文Proof Of Stake缩写，译为：权益证明。它也是共识机制的一种。

用一句话来介绍PoS，那就是：持有越多，得到越多。

 我们可以将PoS理解为一种升级共识机制。在每次验证交易时，按照比例奖给验证者一定的提成，这个比例是根据验证者拥有的代币数量而定，拥有越多币，持有时间越长，得到记录交易的机会就大。

相对于PoW来说，PoS在一定程度减少了数学运算带来的资源消耗，性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。此外，该共识机制容错性和PoW相同。

实际上，PoS离我们非常近，股票就是一个非常好的例子。股票是用来记录股权的证明，一个人持有的股票越多，拥有的投票权和收益权也越多。

通俗点来说，PoS就是像资本主义，按钱分配，钱生钱。

PoS 优点

1，节省时间：一定程度上缩短了共识达成的时间。

2，节约能源：不再需要大量消耗能源挖矿。

3，防止作弊：很大程度上来说，PoS能防作弊，因为如果一名持有 51%以上股权的人作弊，相当于他攻击自己的钱，那反而是坑了自己。

PoS 缺点

1，本质上没有解决商业应用的痛点。依然需要挖矿；

2，可能存在其他攻击影响。所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。如以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉而出现ETC，证明此次硬分叉的失败；

3，极端的情况下会带来中心化的结果。PoS的安全取决于持有者，和其他任何因素无关。持币者越多、占有时间越长，拥有产生新区块的权力就越高。PoS虽然解决了PoW的能耗的问题，但全节点确认会让区块确认的效率提不起来，且时间越长，也越容易产生马太效应，即持有币越多的人会获得更多的币奖励，从而加大贫富差距，最终产生超过50%的中心化节点，被动演化为非预期的中心化的结果。

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​很多人把以太坊称作区块链2.0，而比特币则被看做是第一代链的代表。这是因为，在2014年出现的以太坊，实现了智能合约。然而没过多久，区块链又出现了转账速度慢，服务器不够稳定的瓶颈。效率更高的DAG将会是第三代区块链技术。

那么，DAG技术是什么，它的优势在哪？

DAG是有向无环图（Directed Acyclic Graph）的缩写，这是一种有顶点和边的图结构。它可以保证从一个顶点沿着若干边前进（有向），但永远不能回到原点（无环）。

从结构上看，DAG是分布式的体系结构，而不是链式结构，DAG与链式结构的本质区别在于异步与同步通讯。

具体来说，链式结构的本质可等同于数据库事务日志，而出块操作则为检查点操作，所以链式结构体系可以看做是，定期同步检查点的数据库事务同步机制。而DAG是一种典型的谣言传播算法，它通过在节点间发送操作日志，将事物操作进行异步处理来增加网络吞吐量，即异步通讯。因此很容易发现，DAG能够解决比特币挖矿集中化的问题，而且大大提高了整个分布式网络的吞吐能力，降低了交易成本。

总结来看，DAG的优势主要表现在两个方面：

1.高并发、交易速度快。DAG的设计理论上是无限多的并发，容纳海量级交易，而且交易的人越多，越频繁，速度就越快；

2.不用挖矿。不需要矿工打包成区块（不需要挖矿）再广播给所有人，也就没有了挖矿（POW）。这意味着包括算力攻击、矿工中心化在内的由挖矿引发的问题都将不再是问题。

最后分享摩尔链MOL创始人钱海涛的一段话：“目前区块链还处在最蛮荒、原始的起步阶段，但我坚信加密货币将改变世界，取代股票市场、大多数货币，并为从机器对机器的支付、物联网，到流媒体、预测市场、治理系统、投票系统，乃至潜在的互联网的一切事物提供动力。话虽如此，加密货币还有很长的路要走，这些领域的大部分还处于非常早期的阶段。”