序言
上文深入位元幣、以太坊原始碼帶你解讀POW共識機制我們學習探討了POW共識機制，看完得童鞋們應該就知道POW是有幾大缺點的：出塊慢，共識時間長、開銷大等等，那么有沒有其它的共識機制能夠解決這些問題呢？答案當然是：有，它就是POS共識機制，下面我們一起來看看它是怎么做到的，
概念
全稱為Proof Of Stake，又叫權益證明，POS是指礦工節點通過自己持有的代幣，競爭區塊簽名機會，持有的代幣越多，簽名成功出塊的概率就越高，出塊成功之后，根據各個礦工簽名時的代幣數量進行獎勵分配，簡單來說就是付出成本越高，收益越高，
原理
講原理之前，先給大家普及兩個概念：難度值、nonce和幣齡
難度值和nonce
難度值和nonce在上文深入位元幣、以太坊原始碼帶你解讀POW共識機制有對該名詞的詳細解釋，這里就不再贅述了，
幣齡(coinage)
幣齡，顧名思義，就是代幣的年齡，那么它是怎么計算出來的呢？它有什么用呢？我們先看下它是怎么計算出來的：
coinage = 幣的個數*持有時間
看到這大家應該就懂了，幣齡就是你持有可用幣的時間，你的幣越多，或者你持有時間越長，你擁有的幣齡就越大，你的幣齡越大，參與簽名出塊成功率就越高，因為更容易達到51%嘛，值得一提的是，當你使用幣參與簽名出塊，無論你出塊成功還是失敗，你此次使用的幣齡都將被清空，需要重新從0開始累計，
幣齡舉例
比如你有10個幣，持有了10天未發生簽名投票出塊，那么產生的幣齡就是100；如果這時候你這10個幣參與了簽名投票出塊，那么你擁有的這100個幣齡就被花掉了，你的幣數量雖然還是10個，但是幣齡要被重置，變更為0，幣齡在資料鏈上就可以取到，任何人都可以驗證，
幣齡/收益轉換
收益計算公式：
收益 = 幣齡 * 年利率 / 365
打個比方說，你如果擁有3650的幣齡，持幣利率為1%，那么可獲得的收益為 3650*0.01/365 = 0.1，說明該礦工此次挖礦成功可獲得0.1的代幣獎勵，
原理
我們先看下它的有效hash計算方式：
hash (block_header) < target * coinage
其實POS的原理和POW比較類似，系統設定好挖礦目標值target，然后礦工開始作業出塊，礦工每次出塊都是nonce從1開始遞增進行尋找可用的nonce值，直到找到符合規則、可用的hash為止，最先找到的礦工可獲得挖礦獎勵，
但是，從上面的就可以看出，coinage這個變數會造成每個礦工獲得有效hash的集合大小不一樣，礦工的幣齡越大，也就意味著它獲得有效hash越容易，且礦工參與簽名的幣越多，就越容易滿足51%的成功出塊條件，更容易獲得獎勵，
舉例
例如當前target是4369，完整的哈希長度假設是16位.
A礦工的幣齡是15，那么A礦工的目標值為65535，換算成十六進制就是0x000000000000FFFF，即
hash( block_header ) < 0x000000000000FFFF
而B礦工比較有錢，他的幣齡是240，那么B礦工的目標值就是1,048,560，換算成十六進制就是0x00000000000FFFFF，即：
hash( block_header ) < 0x00000000000FFFFF
B礦工的可用hash集合更大，所以B礦工獲得記賬權的概率肯定要比A高，
優點
破解了51%攻擊
如果挖礦者發起51%攻擊，就需要擁有全網51%的幣或幣齡，這幾乎不可能辦到，即使你成功地實施了51%攻擊，那么也意味著作為全網最大的持幣大戶的你，損失也會最大，
相比POW，效率更高
可用更快的達成共識，出塊更快，
能耗低
挖礦不依賴于大量資源的消耗，通過持幣利息進行通脹，
安全性
規則上限制了必須持幣30天以上才能參與區塊簽名，加大了作惡成本，
缺點
趨于中心化
POS基于權益證明機制，若代幣趨向集中的化，去中心化也變相的趨向于中心化了
效率不高
雖然相比于POW，POS的效率有顯著的提升，但是還是無法滿足用戶的需求，
思考
幣發行問題
我們從pos的實作演算法公式去看，幣齡的計算公式中，假如一開始挖礦，只有創始區塊中有幣，也就是說其他礦機是沒法參與挖礦的，因為幣的個數這個值對他們來說永遠是零，這也就是pos機制的缺陷之一幣無法發行的問題，
幣齡積攢問題
同樣是從pos的實作演算法公式可以分析到，幣齡其實就是時間，一旦挖礦者囤積一定的幣，很久很久之后發起攻擊，這樣他也將很容易拿到記賬權，所以我們得給每個幣設計一個時間上限，
弱流通性
設計時間上限后，雖然解決掉了部分挖礦者囤積幣的缺陷，從公式中仍然看到還會面臨一個問題，也就是幣的數量這個因素還是會影響我們拿到記賬權，很多挖礦者還會囤積代幣，持幣者長期不參與出塊，想著長時間持幣獲得利息，給代幣造成流通上的缺陷，目前有些平臺引入幣齡按時間衰弱的方案來解決這一缺陷（例如：瑞迪幣），
礦工離線攻擊
接下來讓我們來看看pos共識機制還有哪方面的不足，即使上面的各種缺陷都多少有些解決方案，但例如挖礦者挖一段時間后離線，此時，時間將不納入幣齡減弱計算，這樣，挖礦者通過離線時間長來囤積挖礦，同樣面臨災難，
Nothing at Stake
Nothing at Stake，又叫無成本利益問題，意思在PoS系統中做任何事幾乎沒有成本，比如在PoS系統上挖礦幾乎沒有成本，這也就意味著分叉非常方便，方便到什么程度呢，每個誠實礦工在產生孤塊的時候都可以繼續挖下去，反正也沒什么成本，反正分叉鏈和主鏈都可以同時挖，也就是任何持幣較少的用戶都可以嘗試分叉，并且把分叉鏈廣播出去，這個時候如果其他誠實礦工看到了，第一反應也是沒有成本，那么咱們也來挖吧，說不定什么時候就值錢了，意思就是說任何逐利的礦工并不會使這個系統變得更強壯穩定，而是更加的混亂，可能會出現分叉鏈長度超過主鏈長度，
POS我們就介紹到這里了，大家有什么不同的見解歡迎留言討論哦
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