什么是工作量证明 PoW (Proof of Work)？

最早的区块链如比特币以及以太坊都是采用PoW共识机制保障区块链帐本的一致性与交易的最终性。

PoW的全名是Proof of Work，中文为工作量证明。

何谓工作量证明

网络上的节点可以简单地透过工作量证明，快速验证彼此是否拥有记帐权。

就像是我们求学时期所发的毕业证书，大学四年熬夜苦读、凿壁偷光就是为了获得那张毕业证书，求职时，面试官透过那张毕业证书，快速验证你大学的成果。

上述例子中，你的毕业证书就是你的“工作量证明”。

以比特币为例介绍PoW

每10~15分钟比特币网络上全体矿工会互相竞争，运用大量的运算能力去解一道複杂的数学题的答案，这个答案是一个随机数，可以想像题目大概长这样：

Hash｛（前一个区块的Hash值）,（当前区块的交易资讯）,（随机数）｝＝当前区块的Hash值

矿工必须找出一串数字，代入上述公式，让当前区块的Hash值开头为18个0，例如：

0000000000000000001583447dd74c13c09280a9218827244089adadaba8c8c9

解答的过程没有轨迹可循，矿工只能不断代入随机数，透过暴力的解法找出答案。

孙宇晨：比特币什么时候买都是对的:孙宇晨今天在推特表示，比特币，又涨了。什么时候买都是对的。[2020/7/28]

挖矿难度

最先解开的人就能获得下一个区块的记帐权并获得比特币作为奖励。

比特币固定10~15分钟出块一次，但是如果节点越来越多、全网算力增加，会缩短算出答案的时间。

因此，比特币协议每2016个区块会调整一次挖矿难度，大约两个礼拜调整一次。

挖矿难度提高时，就必须找出有更多个0的当前区块Hash值，例如从原先的18个0增加到19个0，难度降低时则相反。

算力低的矿机没机会得到记帐权？

必须强调的是，挖矿的过程其实像是掷一颗20面的骰子，谁先骰到<2的数字谁就能获得计帐权，换句话说，矿机的硬体运算能力再强大，也只能提高获得计帐权的机率（骰骰子手速比较快），算力差的矿工不代表没有机会。

很多人都认为，如果以后超级电脑普及，工作量证明不就没用了吗？

其实工作量证明数学题的难度相当高，因此取得记帐权的机会就像抽奖一样，即便某人拥有超级电脑，也只能够提高机率。

这就像在湖里丢一枚硬币，让一万个人去找这枚硬币，就算你是奥运游泳选手，也未必能第一个找到这枚硬币，只能提高找到的机率。

优点

容易实现，节点可自由进入，去中心化程度高。

现场 | 区块大陆创始人杨扬：Libra第一次向全世界展示了什么叫区块链:金色财经现场报道，2019年第一财经金融科技峰会12月1日在北京举行。区块大陆创始人兼首席科学家杨扬在“区块链与数字货币”高峰对话环节表示，Libra第一次向全世界展示了什么叫区块链，几大互联网巨头和独角兽公司的联盟非常少见。区别于以太坊、比特币的获客生态建设模式，Facebook是一家真正的互联网区块链公司，它拿手上28亿用户来换场景，这是从来没有人干过的事情。但它们为什么会有互信基础，因为大家的利益都被写在区块链上面。[2019/12/1]

破坏系统需要投入极大的成本，安全性极高。

缺点

为了保证去中心化程度，区块的确认时间难以缩短。

透过矿工的计算能力以及硬体成本确保矿工立意良善，挖矿过程中过多的能源消耗，使得这个机制非常不环保。

权益证明PoS(Proof of Stake)－持币挖矿

?posPoW共识机制虽然能够保证区块链帐本的安全性与去中心化，但PoW存在几个为人所诟病的问题，例如验证效率差、浪费能源、区块链分叉以及出块时间受限等问题。

于是开发者们不断探索其他可替代的共识机制，已期望解决上述这些问题。

token持有量取代算力

声音 | 美国众议院议员：没有什么能力能够“杀死”比特币:美国众议院议员Patrick McHenry接受采访时表示，没有什么能力能够“杀死”比特币。在被问到“你认为监管者或政客是否会允许出现比特币、Libra这种跟法币监管大相径庭的新型货币？”McHenry回应道：“没有什么能力能够杀死比特币，但是新的迭代将会试图模仿比特币，但同时又不够去中心化，不够开放，那么就会有不同的机制可能会致其于死地。”[2019/7/17]

权益证明（Proof of Stake,PoS）共识机制，就是为了解决PoW局限性所衍生的另一种共识机制。

PoS与PoW的差别在于，PoS用加密货币抵押量取代矿工算力的比拼，节点不需要花大笔钱买矿机或缴交巨额电费，相反的，他们必须花钱买加密货币，并将这些加密货币抵押在智能合约中。

PoS共识机制下，大部份都是根据“币龄”以伪随机的方式，选择下一个区块的验证节点，简单来说就是，“抵押越多加密货币、抵押时间越长且距离上次获得记帐权越久的节点，获得下一次记帐权的机率越高”。

人性本贪，节点抵押的加密货币都是成本，作恶有可能导致币价下跌，且抵押的代币会被没收，对节点而言就像是拿石头砸自己的脚，理性的节点为了最大化利益，理论上不会选择作恶。

锻造者取代矿工

所以在PoS机制下的节点称作锻造者(Forger)，这样的验证机制使锻造者不需要像矿工一样耗费大量的电力竞争，能源消耗的问题被解决。

声音 | 赵长鹏：用户在投资前首先得弄清标的究竟是什么:赵长鹏在社交平台上称，投资者与其抱怨USDT在审计工作上有所欠缺，不如变换思路：在投资之前彻底弄清标的究竟是什么。[2018/9/28]

若锻造者希望在这个区块链之中增加竞争力，只需要抵押更多的加密货币并持续持有，而不需要新增电脑或矿机。

相较之下加密货币有机会增值，电脑或矿机只会贬值，所以就经济考量，PoS对节点也比较有利。

由于PoS的挖矿成本比PoW低很多，因此，PoS共识机制下不一定需要产出新的加密货币作为区块奖励，只需以该区块的交易费作为奖励，即足以维持系统安全。

且PoS甚至可以加入销毁机制，将一部分作为交易费的token从生态系统中销毁，藉此提高token的价值。

赏善罚恶

为了验证交易并创建区块，锻造者必须先质押自己的token，质押的token会被保管在智能合约中，锻造者仍然保有该token的所有权，只是不能随意动用。

一但有恶意锻造者批准了无效交易，那他们将被系统销毁部分资产作为惩罚，且token价格也会因为系统异常而下跌，进一步造成恶意锻造者的损失。

因此，理论上锻造者会被激励去验证正确的交易。

PoS机制不再需要浪费电力争记帐权，有效解决能源问题

验证效率提高

降低区块链临时分叉的机率

李笑来：人为割裂区块链和互联网是利益之争，不存在什么“古典互联网”:李笑来在接受媒体采访时表示：“不存在什么‘古典互联网’，互联网就是互联网，区块链也是互联网的一部分。你怎么可能指着你的肚子之外的部分说，这是‘古典身体’，然后再接着问，‘这个肚子和古典身体之间有着不可调和的矛盾’？人为割裂区块链和互联网，本意不是理论体系的互斥，而是利益的争夺。”对于中国互联网的主要矛盾是什么，李笑来表示并不知道，只知道互联网发展迅速造成了更大的贫富差距，引发了一定的社会矛盾，这是不能回避的事实。[2018/3/6]

Nothing At Stake Problem(无利害关系)

过于资本主义(富者恒富)

质押挖矿－PoS共识机制下的DeFi

质押挖矿（Staking Mining）是什么？

我们用一个简单的小故事来解释。

阿平是一个了解区块链且认为Cosmos项目很有发展性的工程师，他认为反正钱包裡Cosmos的代币放著也是放著，不如我来弄一个节点，每个月还能赚一点区块奖励。

于是阿平就架设了Cosmos的验证器(Validator)/节点开始挖矿，挖著挖著他发现，持有的Cosmos数量太少了，挖矿的奖励不如预期，但是又没有钱买更多币，这该怎麽办。

阿平脑筋一动，拿起电话打给了Cosmos的长期投资人阿菜和阿祐，跟他们说：

“欸欸欸，我现在在当Cosmos的节点，你们的币放著也是放著，要不要乾脆放我这，区块奖励我们按比例分，我只要抽一点手续费就好。”

阿菜想也不想地就答应了，但阿祐眉头一皱，向阿平提问:

“不对阿，我把币给你，你要是把币都拿走了，那我怎么办。”

阿平笑了笑，说道:

“我当然会给你们保障阿，我会写一个智能合约，你们只需要把币打进去就好，我不会经手这些资产，打进去的币，只有打进去的人才能够移动，这样对大家都很公平。”

于是，三人取得共识，将币打进智能合约，由阿平负责节点运营，后来大家都知道阿平提供这样的服务，纷纷把币打进智能合约，交给阿平管理，后来Cosmos发展的越来越好，阿平成为主要的节点的运营商与阿菜和阿祐三人，靠著质押挖矿的机制，三十岁进入退休生涯。

如何质押挖矿？

质押挖矿的服务现在已经发展的越来越成熟了，目前已经有部分钱包商和交易所为用户提供简易的质押挖矿服务，大幅降低了参与网络共识的技术门槛。

不同的平台与项目会有不同的质押规则，我们以钱包商ImToken的Cosmos质押流程为例：

第1步：下载ImToken钱包并创建一个新的COSMOS地址

这部分下载钱包后按照指示操作即可，这部分需注意的是务必做好备份工作，钱包的助记词必须妥善保管，最好的方式是用手写，避免被骇客窃取的风险。另外，钱包务必在官网下载，否则会有钓鱼的风险。

第2步：转入ATOM

从交易所提币，打进钱包地址。

第3步：在钱包内进入质押操作

进入钱包自带的质押挖矿功能。

第4步：选择节点商

点选“验证者”选择你想要委託的节点商。

第5步：委托挖矿

输入你要委托的数量即可将币打进智能合约，开始挖矿坐等收益。

注意事项

过程中节点或者是任何人都不需要把币转账到任何人的钱包里，只需要在自己的钱包里操作即可，请勿上当受。

质押挖矿的风险

验证器/节点商风险

一般来说，节点商都会透过智能合约集资，若排除特殊情况的话，本金不太会发生问题，但这并不代表委托人不需要为节点商下功夫，关于节点商，还是有其风险存在。

节点商作恶不是只偷走委托人的钱，而是指为全网共识做出负面贡献，例如:节点长时间不参与网络共识并错过了几个块、双重签名扰乱网络共识或其他不符合共识规定的行为，都有可能因此被系统没收抵押的部分资产，而这也有可能会导致委托人的损失。

如Cosmos或IRISnet两个项目，验证者及其委托人都会直接受到惩罚，因此委托人必须慎选节点商。

另外，虽然质押的token会被锁定在智能合约，但区块奖励不会，而大部分委托人不会定期去计算自己获得的利息，是不是比照节点商所公布的报酬率。

因此，有些不良节点商会少给委托人其应得的奖励，也就是所谓的“吃钱”。

token价格波动

质押最危险的风险可能就是价格的波动性。

如果市场处于暴跌状态，即使你可能获得了相当多的质押奖励，换算下来，依然有可能会因会token跌价而导致最终的收益变为赤字。

因此，重要的是委托人必须清楚了解加密货币是高度不稳定的产品，存在相当大的风险。

如果你想要降低PoS质押挖矿的风险，如果想要降低代币价格波动的风险，其中一个解决方案是透过保证金交易，进行对冲锁定币价。

不过最重要的，还是选择一个具有真实技术和社群协议的区块链项目，而不是那些看起来支付最多奖励的营销商品，且不同的项目有不同的规则，委托人选择时必须熟知这些质押规则。

例如Cosmos质押挖矿时，如果要赎回必须等待21天才会入帐，这些都是委托人需要了解的规则。

总而言之，如果要降低质押挖矿的风险，除了要慎选项目与节点商外，还要学会不要把鸡蛋放在同一个篮子裡，同一个项目选择不同节点商，能够避免节点作恶造成的损失，选择不同项目，也可以避免因为单一币价的波动性所造成的亏损。

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