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權益證明是工作量證明共識演算法的熱門替代方案。該機制不使用計算能力來確認交易，而是使用驗證器提供的質押代幣。權益證明可以顯著降低能源消耗，並提高去中心化性、安全性和可擴展性。
然而，對於無法接觸加密貨幣的用戶來說，權益證明可能不太方便，也可能對低市值的區塊鏈帶來 51% 攻擊的風險。由於權益證明的用途極為廣泛，因此它針對不同的區塊鏈和任務有多種變化。
介紹
權益證明是當今許多區塊鏈網路中最受歡迎的共識演算法，但由於存在大量變體，它可能很難理解。而且，幾乎不可能找到這種機制的原始形式。然而，所有類型的權益證明都基於相同的概念，了解這將有助於您在選擇區塊鏈時做出最佳決策。
權益證明是什麼意思？
權益證明共識演算法於 2011 年在 Bitcointalk 論壇上推出，旨在解決工作量證明的問題。雖然這兩種機制都致力於在區塊鏈上達成共識，但它們的實現方式不同。如果工作量證明使用者執行計算工作，那麼權益證明參與者只需要抵押硬幣。
權益證明如何運作？
權益證明機制是基於隨機選擇過程，從一組節點中確定驗證者。為此，系統結合了多種因素，包括代幣質押的持續時間、隨機化和節點的財務安全。
在權益證明系統中，在創建區塊時使用術語“鍛造”而不是“挖礦”，但這兩個選項都可以找到。大多數權益證明加密貨幣在啟動時都會提供預先創建的代幣，以便節點可以立即開始工作。
為了參與區塊創建過程，用戶在網路上鎖定一些代幣，並將它們添加到質押中。質押的代幣數量會增加每個節點被選為下一個驗證者的機會：質押金金額越大，機會就越高。為了確保節點的公平選擇而不偏向最富有的人，選擇過程使用了獨特的方法，例如隨機區塊選擇和質押持續時間選擇。
隨機區塊選擇
在隨機區塊選擇中，驗證者是透過搜尋哈希值最小和質押量最大的節點來確定的。在這種情況下，通常可以提前預測誰會成為下一個驗證者，因為每個參與者質押的代幣數量都是公開的。
按質押期限選擇
當按質押持續時間進行選擇時，驗證者是根據其代幣質押的時間來決定的。持續時間是透過將代幣質押的天數乘以質押的代幣數量來計算的。
一旦創建了一個區塊，持續時間就會重置為零，因此需要一段時間才能選擇同一個節點來創建下一個區塊，從而防止富節點統治區塊鏈。
交易驗證
每種具有權益證明共識演算法的加密貨幣都有自己的一套規則和方法，以確保網路的效率。
選擇建立新區塊的節點驗證交易的有效性，簽署該區塊，並將其添加到區塊鏈中。作為獎勵，驗證者會從添加的區塊中收到一部分交易費用，在某些區塊鏈中還會收到硬幣形式的獎勵。
如果參與者不再想成為發起者，他們獲得的獎勵和質押代幣將被凍結一段時間。這使得系統有機會檢查發起者是否向區塊鏈添加了欺詐性區塊。
哪些區塊鏈使用權益證明？
以太坊之後出現的區塊鏈大多使用權益證明共識機制。通常，每種機制都會進行修改以適應網路的需求。接下來我們將更詳細地了解它們。以太坊本身目前正在透過以太坊 2.0 更新過渡到權益證明。
使用權益證明或其變體的區塊鏈網路包括：
1.BNB鏈
2.BNB智能鏈
3.索拉納
4.雪崩
5.波卡
權益證明的好處
由於權益證明在許多方面都優於工作量證明，因此幾乎所有新的區塊鏈都使用它。其優點包括：
適應性
權益證明致力於滿足用戶不斷變化的需求和不斷發展的區塊鏈，這反映在演算法新的多樣化變體的出現。該機制具有多功能性，適用於大多數區塊鏈任務。
去中心化
運行節點變得更加容易訪問，網路旨在鼓勵用戶運行它們。激勵系統和隨機化過程也使網路更加去中心化。儘管存在質押池，但個人在權益證明下成功創建區塊的可能性要高得多。這減少了創建質押池的需要。
能源效率
與工作量證明相比，權益證明具有令人難以置信的能源效率。在這個機制中，參與成本取決於質押的經濟成本，而不是解決難題的計算成本。因此，運行這種共識機制所需的能源成本要少得多。
可擴展性
由於權益證明不依賴實體機器來達成共識，因此它是一種更具可擴展性的機制。它不需要購買巨大的礦場並消耗大量的能源。在網路上使用多個驗證器更便宜、更容易且更容易存取。
安全
質押機制激勵發起者僅創建經過驗證的區塊。如果網路偵測到詐欺性交易，驗證者將失去部分權益以及未來創建區塊的權利。因此，如果質押份額大於獎勵，不誠實的驗證者將損失比他收到的更多的代幣。
為了控制網路並進行詐騙交易，節點必須擁有更大的網路份額——這稱為 51% 攻擊。然而，這只有在您獲得流通中的 51% 的硬幣時才能完成，這實際上是不可能的。
不過，在某些情況下這可能是一個缺點 - 我們接下來會討論這個問題。
權益證明的缺點
儘管權益證明比工作量證明有許多優點，但它仍然有一些缺點：
叉叉
透過標準的權益證明機制，分叉兩側的挖礦都沒有障礙。然而，有了工作量證明，雙方挖礦都會導致高昂的能源成本。使用權益證明可以顯著降低成本，允許用戶在分叉兩側「權益」。
可用性
為了進行質押，用戶將需要本地區塊鏈代幣 - 這些代幣可以透過交易所或任何其他方法購買。有時，有效的質押可能需要大量投資。
工作量證明機制允許您使用廉價的採礦設備甚至租用它。這樣，用戶就可以加入礦池並開始快速驗證交易並賺錢。
攻擊力 51%
儘管工作量證明也容易受到 51% 攻擊，但具有權益證明機制的區塊鏈更容易受到 51% 攻擊。如果代幣價格暴跌或區塊鏈市值較低，理論上攻擊者可以低價獲取超過 50% 的代幣，並奪取網路控制權。
工作量證明和權益證明
在比較這兩種共識機制時，出現了幾個關鍵差異。
然而，區塊鏈上的權益證明有多種版本。許多差異將取決於該機制的具體目標。
權益證明機制的變體
權益證明具有很強的適應性。開發者可以根據區塊鏈的具體情況改變機制。以下是一些最常見的變體。
委託權益證明 (DPoS)
委託權益證明允許用戶在不成為驗證者的情況下投入代幣。在這種情況下，他們充當代表：他們透過驗證者貢獻資金進行質押，並獲得該區塊的部分獎勵。支持可能的驗證者的代表越多，他被選中的機會就越高。通常，代表會受到驗證者提供的激勵金額及其聲譽的指導。
指定股權證明 (NPoS)
提名權益證明是 Polkadot 開發的共識模型。它在許多方面與委託權益證明類似，但有一個關鍵區別：如果被提名人（委託人）透過惡意驗證者抵押資金，他們也有失去資金的風險。
被提名者最多可以選擇 16 名驗證者，透過他們為質押貢獻資金。然後，網路將在選定的驗證者之間平均分配代幣。 Polkadot 還使用多種博弈論和選舉理論方法來確定誰將創建新區塊。
權益證明（PoSA）
BNB智慧鏈使用權益證明來實現網路共識。這種共識機制結合了權威證明和權益證明，允許驗證者輪流鍛造區塊。 允許 21 名活躍驗證者參與，根據他們代表自己質押或委託的 BNB 數量進行選擇。該組每天都會被選擇，BNB Chain 會儲存有關該選擇的資訊。
結論
自比特幣誕生以來，向網路添加區塊的方法發生了顯著變化。現在使用者不需要依賴算力來創建加密共識。相反，他們可以使用權益證明演算法，該演算法具有許多優點並且已被證明是有效的。也許，隨著時間的推移，它的替代方案，即工作量證明機制，將僅被比特幣和少數其他網路使用。無論如何，權益證明肯定會長期存在。
