币精英：阿雷每日一问（3.8）——PoW和PoS的优缺点

PoW和PoS的优缺点

今天是女神节，阿雷点将让我来回答这个问题，作为小白的我查阅大量资料，终于弄明白了这个问题，希望对你也有帮助。

1.PoW( Proof of Work）工作量证明

PoW工作量证明，就是大家熟悉的挖矿，通过数学运算，计算出一个满足规则的随机数，即获得本次记账权，发出本轮需要记录的数据，全网其它节点验证后一起存储。

一句话介绍：干的越多，获得越多。

例如比特币、莱特币采用的共识算法就是 PoW，专业一点说，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。

这就解决了对比特币网络做出贡献节点的奖励问题。POW与最长链机制的结合，又让比特币具备了不可被篡改的特性。在这样的共识机制下，即使是没有中心机构做信用背书的比特币，也同样获得了广泛的信任，有着世界范围内的强大生命力。

额，通俗的说，PoW 的意思就是社会主义，按劳分配，多劳多得。

优点：

1）去中心化，将记账权公平的分派到其他节点。你能够获得的币的数量，取决于你挖矿贡献的有效工作，也就是说，你用于挖矿的矿机的性能越好，分给你的收益就会越多，这就是根据你的工作证明来执行币的分配方式。

2）安全性高，破坏系统需要投入极大的成本，如果想作弊，要有压倒大多数人的算力（51%攻击）。因为作弊要付出一定成本，作弊者就会谨慎对待了。在比特币的 PoW 机制中，由于获得计算结果的概率趋近于所占算力比例，因此在不掌握51%以上算力的前提下，矿工欺诈的成本要显著高于诚实挖矿，甚至不可能完成欺诈(由于概率过低)。

缺点：

1）挖矿造成大量的资源浪费，目前bitcoin已经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。这让依据算力公平分配奖励的机制，演变为了对矿机算力的大举投入，扭曲了中本聪的设计初衷。

2）网络性能太低，需要等待多个确认，容易产生分叉，区块的确认共识达成的周期较长（10分钟），现在每秒交易量上限是7笔（visa的平均每秒交易量上万，支付宝峰值接近9万），不适合商业应用。

3）PoW共识算法算力集中化，慢慢的偏离了原来的去中心化轨道。从比特币扩容之争可以看到，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，比特币分叉出很多儿子，即将失去“去中心化”的标签。

2.PoS Proof of Stake，权益证明

PoS权益证明，Pow的一种升级共识机制；根据每个节点所占代币的比例和时间；等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度。

一句话介绍：持有越多，获得越多。

PoS 试图解决 PoW 机制中大量资源被浪费的情况。这种机制通过计算你持有占总币数的百分比以及占有币数的时间来决定记账权。

节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，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。该共识机制容错性和PoW相同。例如：恒星币，狗狗币等。

在现实世界中 PoS 很普遍，最为熟知的例子就是股票。股票是用来记录股权的证明，股票持有量多的，拥有更高更多的投票权和收益权。

额，通俗的说，PoS 就是资本主义，按钱分配，钱生钱。

优点：

1）在一定程度上缩短了共识达成的时间。

2）不再需要大量消耗能源挖矿。

3）Pos 当然也能防作弊，因为如果一名持有 51%以上股权的人作弊，相当于他坑了自己，因为一个人自己不会杀死自己的钱。

缺点：

1）还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；

2）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。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事实上证明了此次硬分叉的失败。

3）极端的情况下会带来中心化的结果。PoS 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。在POS机制里，拥有币和币龄越高的节点拥有着越高产生新区块的权力。简单来说，就是你拥有越多的币，并且你拥有的币的币龄越久，就有可能获得记账权的概率越大。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。