工作量证明和权益证明有什么区别？

工作量证明和权益证明是区块链的共识系统。这两种机制都确保去中心化网络中的所有参与者都同意区块链的状态，包括交易的有效性和顺序。它们对于在不依赖中央权威的情况下维护账本的完整性和不变性至关重要。

工作量证明和权益证明可能是最流行的区块链共识系统，它们在关键方面有所不同。 

加密货币共识机制概述

共识机制需要解决以下问题： 

• 去中心化：区块链技术的核心原则之一是去中心化，这意味着没有任何单一实体可以控制网络。共识机制确保有关区块链状态的决策由参与者以去中心化的方式集体做出。
• 安全性：共识机制保护区块链网络免受恶意攻击，并确保只有有效的交易才会记录在区块链上。它们通过要求参与者通过一组预定义的规则或协议就交易的有效性达成一致来实现这一点。
• 反欺诈：什么可以阻止某人两次使用同一种代币？双重支付问题是加密货币和区块链系统中的一个基本挑战，尤其是在共识机制的背景下。它指的是多次使用同一种加密货币代币的风险，这会导致潜在的欺诈并破坏系统的完整性。加密货币共识机制旨在通过确保所有网络参与者就交易的有效性和时间顺序达成一致来解决双重支付问题。
• 不变性：不变性是指区块链的属性，即一旦交易记录在区块链上，就无法更改或撤销。共识机制通过要求大量计算工作或权益来修改区块链的历史记录来确保不变性，从经济和技术上来说，篡改过去的交易是不可行的。
• 可扩展性：随着区块链网络规模和使用量的不断增长，它们需要能够在不牺牲去中心化或安全性的情况下每秒处理大量交易。共识机制在实现可扩展性方面发挥着至关重要的作用，它通过优化网络参与者之间达成协议的过程，同时保持区块链的完整性。
• 公平性：共识机制致力于确保区块链网络的公平性，为参与者提供平等的机会为网络做出贡献并获得回报。这包括以去中心化和透明的方式选择验证者或矿工，并在参与者之间公平分配奖励的机制。

共识机制有很多种。例如，空间证明依赖于分配存储空间而不是计算能力；对于许可区块链，权威证明使用中央权威或联盟来识别和授权区块验证者。

然而，工作量证明和权益证明是公共区块链网络上达成共识的最流行的两种系统。

理解工作量证明共识机制

工作量证明共识机制要求参与者（称为矿工）投入计算精力来解决加密难题。此过程以竞争方式进行，第一个解决难题的矿工被授予向区块链添加区块的权利，这对于创建新区块和验证交易至关重要。成功的矿工随后将获得一定数量的加密货币奖励。

工作量证明的原理是，加密难题的难度会根据网络的总挖矿能力进行调整，从而确保区块生成和新币分配的速率保持一致。换句话说，加密难题越复杂，解决它所需的能量就越多。虽然工作量证明成功地维护了区块链网络的完整性和无信任性，但它不断面临审查，并推动创新，以寻找更节能的共识替代方案。

工作量证明的设计初衷是抵御欺诈和网络攻击；然而，它需要大量的能源消耗，这引发了人们对环境的担忧，并引发了关于加密货币行业可持续性的争论。高效挖矿需要专门的硬件，这也可能导致中心化，因为拥有更多资源的人可以主导挖矿过程。

工作量证明还可以有效防范双重支付问题，确保每笔交易在永久记录到区块链之前都经过多个独立方的确认。

理解权益证明共识机制

权益证明共识机制代表着与工作量证明相关的能源密集型挖矿过程的转变。它旨在通过根据验证者持有的币数量和愿意作为抵押品“押注”的币数量来选择创建新区块，从而解决环境问题和可扩展性问题。

权益证明系统中的验证者是通过各种方法选出的，这些方法可能包括随机选择或区块链协议定义的其他标准。然后，这些验证者负责验证交易和锻造新区块，并收取交易费作为对网络安全贡献的奖励。

权益证明的一个关键优势是减少能源消耗，因为它消除了矿工解决复杂数学难题的需要。当以太坊于 2022 年 9 月从工作量证明转换为权益证明共识系统时，其估计能源消耗下降了99.5%。 

然而，权益证明引入了有关网络内权力分配的新考量。批评者经常指出，权益证明可能有利于更富有的参与者，因为他们有能力投入更多代币，这有可能导致中心化。

权益证明系统通常旨在通过允许更广泛的参与者参与区块创建来实现验证过程的民主化，并且还采用诸如币龄选择和惩罚策略等机制来确保公平性并阻止网络内的恶意行为。

比较工作量证明和权益证明

在评估工作量证明和权益证明之间的区别时，很明显每种机制都是根据不同的优先级以及对网络安全和能源消耗的影响而设计的。

正如比特币一样，工作量证明依赖于矿工耗费大量计算能力来解决加密难题并验证交易，本质上提供了强大的防欺诈安全性，但环境成本很高。

相比之下，权益证明则是一种节能的替代方案，验证者是根据他们在网络中的权益来选择的，从而减少了对能源密集型挖矿的需求，同时又不损害区块链技术的去中心化性质。在权益证明模型中，被选中锻造下一个区块的概率通常与权益的大小成正比，如果较富有的节点主导验证过程，这会引起对潜在中心化的担忧。