pos机制的起源与设计理念

POS起源

2012年，背景是POW进沦为资本玩家的玩具，算力过于中心化，随时都有被“51%攻击”。

开放者Sunny Kind第一次提出了POS（股权证明）的概念，与POW是完全不一样的。

POS不用大量的算力来维持网络安全，只要参与者打开自已的钱包在线增加权重，获得相应的奖励也就是利息。

POS的设计理念

我们应该都知道，比特币的区块产量每四年就会减半，这样区块的产量将会越来越少，矿工就会“旷工”，因为赚到的越来越少。

那么，人数少了，比特币就可能被一些高算力的人所掌握，数字货币网络将会瘫痪。

POS解决方法:并非所有的区块都是靠挖矿得来的，只要打开钱包客户端程序，就能发现区块，也可以得到利息，这样就会有一个引流的效果。

POS机制可以描述成一种虚拟挖矿。鉴于POW主要依赖于计算机硬件的稀缺性来防止女巫攻击，POS则主要依赖于区块链自身里的代币。

女巫攻击

这个名字是基于1973年的小说《女巫》改编的同名**，女主具有16重人格。

因为节点随时加入和退出等原因，为了维护网络的稳定，同一份数据可能备份在很多节点上，这就是数据冗余机制。

若是在网络上存在恶意节点，那这一个节点就具有多重身份。那这个恶意节点就可能骗到其他节点备份到他这里。

POW就是根据计算能力随机，而POS则根据拥有财产随机。POW是保证比特币、当前以太坊和许多其它区块链安全的一种机制。

但是POW算法在挖矿过程中因破坏环境和浪费电力而受到指责。POS试图通过以一种不同的机制取代挖矿的概念，从而解决这些问题。

PoS的优点

不再需要为了安全产生区块而大量消耗电能。由于不再需要大量能耗，通过发行新币以激励参与者继续参与网络的压力会下降。PoS机制下，全网每秒可以处理的交易数增加，可以提供比PoW机制更好的性能。

POS算法是个资本主义

你拥有的钱越多，得到的权利也就越大。为什么？

因为你在里面的钱越多你想要维护系统的愿望也就更大。若是有恶意攻击，他们的钱也就只能是竹篮打水一场空。

POS算法

如果我手上有500个代币，把它放进POS机制，这样里面的500个代币就变成了验证者假设它在区块链里最新的块。

POS算法将从验证者里面抽取一个随机的，给他们权利产生下一个区块。

PoS 机制由股东自己保证安全，工作原理是利益捆绑。在这个模式下，不持有 PoS 的人无法对 PoS 构成威胁。PoS 的安全取决于持有者，和其他任何因素无关。

PoS机制源于人们对PoW机制的不满以及改进。早期的PoS机制有各种缺陷，随着各种项目对PoS机制的不断改进，PoS正逐渐成为主流的共识机制。

平均一笔交易转账的花费在196美元左右。

根据78财经网显示，eth转pos平均一笔交易转账的花费在196美元左右。

eth，即以太币（Ether），是以太坊（Ethereum）的一种数字代币，被视为比特币20版，采用与比特币不同的区块链技术以太坊（Ethereum），一个开源的有智能合约成果的民众区块链平台，由全球成千上万的计算机构成的共鸣网络。开发者们需要支付以太币来支撑应用的运行。

我个人不是特别看好以太坊20。

以目前以太坊的发展情况来看，以太坊已经成为了世界上最大的一条公链，这点毫无疑问。伴随着以太坊得进一步发展，我们会发现区块链行业也取得了长足的进步。

一、我先讲一下关于目前以太坊的现状。

以太坊在这一次牛市中非常亮眼，换而言之，这一次的牛市就是因为以太坊上面的应用而拉起的。目前的以太坊有几个困境：第1个困境是交易费率太高，吓跑了很多人。第2个困境是交易速度太慢，网络拥堵问题非常严重。第3个困境是交易相对繁琐，其他公链显然要优于以太坊。这正是以太坊需要破局的地方，当以太坊升级到20以后，这些问题都会相应解决。

二、以太坊20动了很多人的蛋糕。

这个道理非常简单，目前的以太坊是工作z明模式，也就是我们经常提到的pow模式。如果把这种模式改成pos模式，看上去确实好了很多，但这也直接伤害了很多矿工的利益。试想一下，正是因为矿工才把以太坊推到如今的高度。如果以太坊成功过渡到了20，那个时候的POS模式已经不需要矿工了，矿工可能会集体出逃。

三、以太坊20已经失去了去中心化的特征。

之所以以太坊可以做得起来，一方面跟以太坊本身的技术能力有关，同时也跟以太坊的去中心化有关，去中心化不正是以太坊的核心增长力吗？如果以太坊正式升级20，35个以太坊的质押实在是太高了，几乎没有散户可以承受，那个时候的以太坊会变成严重中心化的产品。虽然很多人非常看好以太坊20，但我觉得20可能会遭遇重大危机，让我们拭目以待吧。

Ethereum（以太坊）是一个平台和一种编程语言，使开发人员能够建立和发布下一代分布式应用。

Ethereum可以用来编程，分散，担保和交易任何事物：投票，域名，金融交易所，众筹，公司管理，

合同和大部分的协议，知识产权，还有得益于硬件集成的智能资产。

以太坊将使用混合型的安全协议，前期使用工作量证明机制（POW），用于分发以太币，然后会切换到权益证明机制（POS）。自上线时起，每年都将有026x，即每年有60102216

026

=

15626576个以太币被矿工挖出。转成POS后，每年产出的以太币将减少

英文名：Ethereum/ETH

中文名：以太坊

上架交易所：156家

发行时间：2014-07-24

以太坊区块链上的代币称为以太币（Ether），代码为ETH，可在许多加密货币的外汇市场上交易，它也是以太坊上用来支付交易手续费和运算服务费的媒介 。

以太坊（英文Ethereum）是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币以太币（Ether）提供去中心化的虚拟机（“以太虚拟机” Ethereum Virtual Machine）来处理点对点合约。

以太币跟比特币有什么区别：

一、ETH与比特币方向不同

首先，ETH与比特币，这两者背后区块链系统的方向完全不同。比特币的定位就是单纯的数字货币，可以被认为是一种点对点的电子现金。它是为了取代法币、解决金融危机而诞生，主要应用于付款和价值转移。所以比特币背后的整个区块链网络方向都是以货币为主，解决交易、支付问题。而ETH则不同，它虽然也是数字货币，具备一定的交易属性，但是ETH背后的以太坊区块链网络定位是世界级的通用计算平台，它只是借用比特币中的区块链技术，以此为基础，朝着偏向于互联网的 *** 作系统级应用方面发展。

二、ETH与比特币作用不同

由于以太坊与比特币的方向定位不同，导致两者的数字货币作用也有所不同。比特币的方向是货币，想要成为常规货币的替代品。所以，比特币系统中，其数字货币BTC是极为重要的一环，可以说是整个系统的最终体现，它的作用就是作为支付交易的媒介和价值储存的载体。而以太坊的目标是 *** 作系统级别的计算平台，就比较偏向于互联网服务方面，它的价值体现在于有多少用户使用以太坊这个平台，以及你这个平台给我提供多优质的服务。所以，这就决定了ETH在以太坊平台中，只是一个重要环节，但却不是全部平台的价值体现，它只是以太坊上提高服务质量、处理交易的一种货币工具，让平台上发生的点对点交易和应用程序更加便捷化。所以，尽管比特币和以太币都是数字货币，但比特币是想要成为法币的替代品，作为一种去中心化的电子现金系统被大家使用，整个系统更像是使用区块链技术支持的一个特定应用程序。

三、ETH与比特币机制原理不同

比特币与以太坊的共识机制不同。在比特币区块链网络中，起到数据维护作用的共识机制是PoW机制，即工作量证明机制。它的工作原理是，大家一起参与，谁处理得最快最好，谁就能获得记录数据的权力，进而获得比特币奖励。因为比特币的应用方向是货币，使用场景是没有中心化机构参与的点对点支付与交易，所以，比特币就强烈地需要去中心化与安全这两个属性，而PoW机制虽然处理交易的速度过慢，而且需要花费大量的资源，但是安全性和去中心化程度极高，故此与比特币契合。

以太坊所采用的是PoS共识机制，即权益证明机制，它的工作原理是，大家一起参与，谁持有的以太币多，谁就越容易获得记录数据的权力，进而获得ETH奖励。以太坊的应用方向是 *** 作系统，它是想让大家在它的系统上部署智能合约、开发去中心化应用。以太坊虽然也需要去中心化的属性，但是比起比特币，它更需要高效率与低成本，不然你平台数据处理的效率过慢，手续费还高，谁愿意在你的平台上开发？所以，以太坊就采用了PoS机制，PoS的去中心化性虽然没PoW机制强，但是效率更快，处理数据也不需要花费非常大的资源。

四、ETH与比特币通证生态不同

ETH和比特币通证生态不同。比特币因为要做货币，其价值生态的支撑点在于共识价值，即有多少人认可它，并使用它进行交易。因此比特币的通证设计实际是一个通货收缩的经济模型，限定了比特币只有2100万枚，这样因为稀缺属性，价格会越来越高，更容易取得共识价值。而以太币不同，支撑它价值生态的点在于产品，即整个平台提供了什么样的服务，解决了什么样的痛点等服务价值，与安卓系统、微信等产品类似，以太币是以太坊平台的一个工具，可以用来购买gas做手续费、募资等其他使用场景。因此以太坊的通证设计中，以太币并没有数量限制，发行量上限为每年1800万，挖矿难度也会随时间而上升，相对通货膨胀率每年都会下降。总的来说，ETH和比特币虽然都是数字货币，但各自背后代表的整个区块链系统，在作用、原理、生态价值等都有不同，以太坊的本质是一个 *** 作系统级别的计算中心，以太币是打破了原有数字货币的定位，在比特币的基础上开创了新的方向，它除了自身的货币价值外，还包含了整个产品的价值，这是前所未有的，只有理解了这一点，才能理解为什么以太坊是区块链20的代表。

长话短说：以太坊在合并完成后的能源消耗至少能减少9995%。

以太坊将在接下里的几个月完成向权益证明（PoS）共识机制的过渡，这带来了无数种已被理论化的改进。但既然信标链（ Beacon chain）已经运行了几个月的时间，我们实际上就可以深入研究具体的数字了。我们很高兴 探索 的一个领域涉及新的能源使用估算，因为我们将结束在共识上花费一个国家所耗能源价值的过程。

截至目前，还没有任何关于能源消耗（甚至使用什么硬件）的具体统计数据，因此下面是对以太坊未来能源消耗的粗略估算。

由于很多人都在运行多个验证器，因此我决定使用可存款的独立地址的数量，来作为今天有多少台服务器的代理数。很多质押者可以使用多个 ETH 10地址，但这在很大程度上抵消了那些冗余设置。

在撰写本文时，有来自16405个独立地址的140592个验证器。显然，这是由于交易所和staking质押服务造成的偏差，因此移除它们会导致有87,897个验证器被假定是在家里质押的。作为一个健全的检查，这意味着平均每个家庭质押者运行了54个验证器，这对我来说似乎是一个合理的估计值。

能源要求

运行一个信标节点（BN）、54个验证器客户端（VC）以及一个以太坊10全节点需要多少能量？以我的个人设置为基础，大约是15瓦。Joe Clapis（Rocket Pool开发者）最近运行了10个验证器客户端（VC），1个Nimbus信标节点（BN）以及1个10Ah USB电池组的Geth全节点，然后运行了10个小时，这意味着这个设置平均为5瓦。而一般的投资人不太可能运行这样的优化设置，所以我们取100 瓦作为参考数。

将其与之前的87000个验证器相乘，就意味着家庭质押者的消耗电量约为164兆瓦。估计托管质押者所消耗的能源会更多一些，他们运行了成千上万个具有冗余和备份的验证器客户端。

为了简化计算，我们还假设他们每55个验证器使用100瓦。基于我所接触过的基础设施团队，这是一个粗略的高估值。真正的答案要少50倍左右（如果你是一个质押托管团队，并且每个验证器消耗电量超过5瓦，我相信我可以为你提供帮助）。

因此，总的来说，采用权益证明（PoS）的以太坊网络会消耗大约262兆瓦的电量。这不是一个国家的用电规模，也不是省甚至城市的用电规模，而大约是一个小镇（约2100个美国家庭）的用电规模。

作为参考，当前工作量证明（PoW）以太坊网络所消耗的能量相当于一个中等国家的能源，但这实际上是保持PoW链安全所必需的。顾名思义，PoW达成共识的基础是哪个分叉在这方面做的“工作”最多。有两种方法可以提高“工作”完成率，一是提高挖掘硬件的效率，二是同时使用更多的硬件。为了防止区块链被成功攻击，矿工必须比攻击者更快的速度“工作”。由于攻击者很可能拥有类似的硬件，矿工必须保持大量高效的硬件运行，以防攻击者挖出它们，所有这些硬件都会消耗大量的能量。

在PoW共识机制下， ETH 价格与算力正相关。因此，随着价格的上涨，在均衡状态下，网络消耗的电力也会随之增加。而在PoS共识机制下，当 ETH 价格上涨时，网络的安全性也会提高（ ETH 的价值更高），但对能源的需求保持不变。

一些比较

据数字经济学者估计 ，以太坊矿工目前每年要消耗4449太瓦时的电量，这意味着，根据上述保守估计，PoS的能效提高了约2000倍，这反映了总能源使用量至少减少了9995%。

如果每笔交易的能耗高于你的速度，则约为35Wh/tx（平均约60K gas/tx）或TV约20分钟的耗电量。相比之下，以太坊PoW每笔交易使用相当于一栋房子28天的能量，比特币的每笔交易则消耗相当于一栋房子38天的能量。

展望未来

尽管以太坊目前仍在使用PoW共识机制，但这种情况不会持续太久。在过去的几周里，我们看到了第一批用于合并的测试网的出现（注：The Merge合并是以太坊从PoW切换到PoS时的名称）。几个工程师团队正在加班加点地工作，以确保合并尽快到来，同时又不影响安全性。

扩容解决方案（例如rollup和分片）将通过利用规模化经济来帮助进一步减少每次交易消耗的能量。

以太坊网络超级耗电的日子屈指可数了，我希望这个行业的其他部分也是如此。

以太坊（英文Ethereum）是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币以太币（Ether，简称“ETH”）提供去中心化的以太虚拟机（Ethereum Virtual Machine）来处理点对点合约。

以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员Vitalik Buterin受比特币启发后提出，大意为“下一代加密货币与去中心化应用平台”，在2014年通过ICO众筹开始得以发展。

截至2018年2月，以太币是市值第二高的加密货币，仅次于比特币。

根据中国人民银行等部门发布的通知、公告，虚拟货币不是货币当局发行，不具有法偿性和强制性等货币属性，并不是真正意义上的货币，不具有与货币等同的法律地位，不能且不应作为货币在市场上流通使用，公民投资和交易虚拟货币不受法律保护。

温馨提示：以上内容仅供参考。

应答时间：2021-08-16，最新业务变化请以平安银行官网公布为准。

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