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权益证明是工作量证明共识演算法的热门替代方案。该机制不使用计算能力来确认交易，而是使用验证器提供的质押代币。权益证明可以显著降低能源消耗，并提高去中心化性、安全性和可扩展性。

然而，对于无法接触加密货币的用户来说，权益证明可能不太方便，也可能对低市值的区块链带来 51% 攻击的风险。由于权益证明的用途极为广泛，因此它针对不同的区块链和任务有多种变化。

介绍

权益证明是当今许多区块链网路中最受欢迎的共识演算法，但由于存在大量变体，它可能很难理解。而且，几乎不可能找到这种机制的原始形式。然而，所有类型的权益证明都基于相同的概念，了解这将有助于您在选择区块链时做出最佳决策。

权益证明是什么意思？

权益证明共识演算法于 2011 年在 Bitcointalk 论坛上推出，旨在解决工作量证明的问题。虽然这两种机制都致力于在区块链上达成共识，但它们的实现方式不同。如果工作量证明使用者执行计算工作，那么权益证明参与者只需要抵押硬币。

权益证明如何运作？

权益证明机制是基于随机选择过程，从一组节点中确定验证者。为此，系统结合了多种因素，包括代币质押的持续时间、随机化和节点的财务安全。

在权益证明系统中，在创建区块时使用术语“锻造”而不是“挖矿”，但这两个选项都可以找到。大多数权益证明加密货币在启动时都会提供预先创建的代币，以便节点可以立即开始工作。

为了参与区块创建过程，用户在网路上锁定一些代币，并将它们添加到质押中。质押的代币数量会增加每个节点被选为下一个验证者的机会：质押金金额越大，机会就越高。为了确保节点的公平选择而不偏向最富有的人，选择过程使用了独特的方法，例如随机区块选择和质押持续时间选择。

随机区块选择

在随机区块选择中，验证者是透过搜寻哈希值最小和质押量最大的节点来确定的。在这种情况下，通常可以提前预测谁会成为下一个验证者，因为每个参与者质押的代币数量都是公开的。

按质押期限选择

当按质押持续时间进行选择时，验证者是根据其代币质押的时间来决定的。持续时间是透过将代币质押的天数乘以质押的代币数量来计算的。 

一旦创建了一个区块，持续时间就会重置为零，因此需要一段时间才能选择同一个节点来创建下一个区块，从而防止富节点统治区块链。

交易验证

每种具有权益证明共识演算法的加密货币都有自己的一套规则和方法，以确保网路的效率。

选择建立新区块的节点验证交易的有效性，签署该区块，并将其添加到区块链中。作为奖励，验证者会从添加的区块中收到一部分交易费用，在某些区块链中还会收到硬币形式的奖励。

如果参与者不再想成为发起者，他们获得的奖励和质押代币将被冻结一段时间。这使得系统有机会检查发起者是否向区块链添加了欺诈性区块。

哪些区块链使用权益证明？

以太坊之后出现的区块链大多使用权益证明共识机制。通常，每种机制都会进行修改以适应网路的需求。接下来我们将更详细地了解它们。以太坊本身目前正在透过以太坊 2.0 更新过渡到权益证明。

使用权益证明或其变体的区块链网路包括：

1.BNB链

2.BNB智能链

3.索拉纳

4.雪崩

5.波卡

权益证明的好处

由于权益证明在许多方面都优于工作量证明，因此几乎所有新的区块链都使用它。其优点包括：

适应性

权益证明致力于满足用户不断变化的需求和不断发展的区块链，这反映在演算法新的多样化变体的出现。该机制具有多功能性，适用于大多数区块链任务。

去中心化

运行节点变得更加容易访问，网路旨在鼓励用户运行它们。激励系统和随机化过程也使网路更加去中心化。尽管存在质押池，但个人在权益证明下成功创建区块的可能性要高得多。这减少了创建质押池的需要。 

能源效率

与工作量证明相比，权益证明具有令人难以置信的能源效率。在这个机制中，参与成本取决于质押的经济成本，而不是解决难题的计算成本。因此，运行这种共识机制所需的能源成本要少得多。

可扩展性

由于权益证明不依赖实体机器来达成共识，因此它是一种更具可扩展性的机制。它不需要购买巨大的矿场并消耗大量的能源。在网路上使用多个验证器更便宜、更容易且更容易存取。 

安全

质押机制激励发起者仅创建经过验证的区块。如果网路侦测到诈欺性交易，验证者将失去部分权益以及未来创建区块的权利。因此，如果质押份额大于奖励，不诚实的验证者将损失比他收到的更多的代币。

为了控制网路并进行诈骗交易，节点必须拥有更大的网路份额——这称为 51% 攻击。然而，这只有在您获得流通中的 51% 的硬币时才能完成，这实际上是不可能的。 

不过，在某些情况下这可能是一个缺点 - 我们接下来会讨论这个问题。

权益证明的缺点

尽管权益证明比工作量证明有许多优点，但它仍然有一些缺点：

叉叉

透过标准的权益证明机制，分叉两侧的挖矿都没有障碍。然而，有了工作量证明，双方挖矿都会导致高昂的能源成本。使用权益证明可以显著降低成本，允许用户在分叉两侧「权益」。

可用性

为了进行质押，用户将需要本地区块链代币 - 这些代币可以透过交易所或任何其他方法购买。有时，有效的质押可能需要大量投资。 

工作量证明机制允许您使用廉价的采矿设备甚至租用它。这样，用户就可以加入矿池并开始快速验证交易并赚钱。

攻击力 51%

尽管工作量证明也容易受到 51% 攻击，但具有权益证明机制的区块链更容易受到 51% 攻击。如果代币价格暴跌或区块链市值较低，理论上攻击者可以低价获取超过 50% 的代币，并夺取网路控制权。

工作量证明和权益证明

在比较这两种共识机制时，出现了几个关键差异。

然而，区块链上的权益证明有多种版本。许多差异将取决于该机制的具体目标。

权益证明机制的变体

权益证明具有很强的适应性。开发者可以根据区块链的具体情况改变机制。以下是一些最常见的变体。 

委托权益证明 (DPoS)

委托权益证明允许用户在不成为验证者的情况下投入代币。在这种情况下，他们充当代表：他们透过验证者贡献资金进行质押，并获得该区块的部分奖励。支持可能的验证者的代表越多，他被选中的机会就越高。通常，代表会受到验证者提供的激励金额及其声誉的指导。

指定股权证明 (NPoS)

提名权益证明是 Polkadot 开发的共识模型。它在许多方面与委托权益证明类似，但有一个关键区别：如果被提名人（委托人）透过恶意验证者抵押资金，他们也有失去资金的风险。 

被提名者最多可以选择 16 名验证者，透过他们为质押贡献资金。然后，网路将在选定的验证者之间平均分配代币。 Polkadot 还使用多种博弈论和选举理论方法来确定谁将创建新区块。

权益证明（PoSA）

BNB智慧链使用权益证明来实现网路共识。这种共识机制结合了权威证明和权益证明，允许验证者轮流锻造区块。 允许 21 名活跃验证者参与，根据他们代表自己质押或委托的 BNB 数量进行选择。该组每天都会被选择，BNB Chain 会储存有关该选择的资讯。

结论

自比特币诞生以来，向网路添加区块的方法发生了显著变化。现在使用者不需要依赖算力来创建加密共识。相反，他们可以使用权益证明演算法，该演算法具有许多优点并且已被证明是有效的。也许，随著时间的推移，它的替代方案，即工作量证明机制，将仅被比特币和少数其他网路使用。无论如何，权益证明肯定会长期存在。