區塊鏈共識機制 – POS 權益證明 Proof Of Stake

by Weber/1 6 月, 201711 6 月, 2018/Blockchain 區塊鏈

優勢：不需要浪費算力，且發動 51% 攻擊的成本高，當貨幣越多人握有也越值錢時發生的機率很小。
劣勢：富者恆富造就的貨幣低流動性差，貧者會有較高意願執行權益粉碎攻擊 (nothing-at-the-stake attack) 而造成分叉 (fork)。

什麼是權益證明 Proof Of Stake

POS 權益證明 Proof Of Stake 與 POW 工作量證明 Proof Of Work 都是隨機選擇下個區塊上傳的共識機制。在 POW 工作量證明中，主要是根據算力來決定哪個節點可以進行生產新區塊，算力越大有越大的概率獲得打包新區塊的機會; 而在 POS 權益證明中主要就是根據股權，擁有的股權高即有越高的概率獲得生產新區塊的機會。

在 POS 權益證明的共識機制裡，每一個握有貨幣的節點都有機會被系統挑選成生產產新區塊的人，而這隨機挑選的方法是根據權益比重，意即擁有比較高股權 (貨幣) 的人即有比較高的概率獲得獎勵。

幣齡與獎勵

在 POS 權益證明共識機制裡有個專有名次叫做幣齡。在 POS 權益證明共識系統中的每個貨幣每天都會產生 1 幣齡，若你在權益證明機制中擁有 100 枚貨幣並存放了 10 天，你的幣齡就為 1,000。若你成功被系統挑選出挖掘新區塊，你的幣齡會歸 0 並重新開始累積計算，你會獲得的獎勵公式如下：

獎勵 = 幣齡 * 年利率 / 365

意味你每被清空 365 幣齡即會從區塊中會得 N% 年利率的貨幣獎勵。假使在一個當前年利率為 5% 的系統中，你每成功幫忙打包一個新區塊會獲得的獎勵為 1,000 * 5% / 365 = 0.137 個系統貨幣。

硬分叉與權益粉碎攻擊 Hard Fork & Nothing-at-the-stake Attack

POS 權益證明共識機制，雖然因為沒有算力問題因此不會遇到 POW 工作量證明中會遇到的算力 51% 攻擊，但也因為驗證區塊不需要任何算力成本，在 POS 權益證明機制區塊鏈上的每個節點都可以自由驗證想驗證的區塊，當區塊鏈分叉成 2 條鏈時，若節點選擇同時在 2 條鏈都繼續進行驗證，即會在 2 條鏈上都擁有一樣的貨幣數量，造成區塊鏈上的貨幣通膨而價值降低，此現象就是權益粉碎攻擊。

總結

全世界最大的公有鏈 Ethereum 原來打算從 POW 系統完全轉換為 POS，但遭到開發者與擁有者的反彈認為不可完全捨棄 POW 工作量證明機制以面臨區塊鏈分叉的風險，直到 2017 年 5 月才宣布從原來的 PoW 轉換到 PoW/PoS 混合的 Capsper 系統。目前市面上，的確也還沒發生純 POS 權益證明的加密貨幣可以永續存活。