你可能已經聽說過以太坊合併後以太坊正在過渡到權益證明( PoS ) 共識算法的所有消息。為什麼是這個，為什麼是現在？這對你持有的以太坊意味著什麼？這篇文章解決了以太坊向權益證明共識的轉變以及為什麼這如此重要。
這個可擴展性問題到底是什麼？
Vitalik Buterin曾經解釋過一個叫做加密貨幣三難困境的概念。它指的是區塊鍊網絡開發者必須在安全性、可擴展性和去中心化之間做出選擇。據他說，網絡可以擁有其中的兩個，而不得不放棄第三個。所以，一個快速的問題：你認為以太坊發布了哪一個？
以太坊簡介
如果你選擇可伸縮性作為上述問題的答案，那麼你是正確的。以太坊是一個去中心化的區塊鏈平台，它創建一個點對點網絡來安全地執行和驗證應用程序的智能合約代碼。因此，智能合約允許參與者在不需要受信任的中央機構（去中心化）的情況下相互交易。此外，網絡參與者對交易數據擁有完全的所有權和可見性，因為交易記錄是不可變的、可驗證的並且安全地分佈在網絡中（安全性）。
連接到以太坊網絡的加密貨幣稱為Ether。使用具有高計算能力的計算機來解決數學方程的用戶將獲得Ether獎勵。這個過程稱為挖礦，它有助於保持系統運行（還記得比特幣挖礦嗎？）。
幾位聯合創始人創建了以太坊，最受歡迎的是Vitalik Buterin，他在2014 年發布了一份介紹它的白皮書。
Buterin和區塊鏈軟件公司ConsenSys 的創始人Joe Lubin在2015 年推出了以太坊平台。
工作量證明（PoW）做以太坊的解釋
第一個區塊鍊是比特幣。它的開發者打算消除國家、大型銀行或其他第三方對金融系統的影響。
工作量證明提供了顯著的好處，特別是對於比特幣等相對簡單但有價值的加密。這是維護安全和去中心化區塊鏈的一種久經考驗且值得信賴的方法。
比特幣開發人員必須找到一種機制，以防止有人試圖欺騙系統，並在用戶保存共享賬本的區塊鏈上多次使用相同的硬幣。這不是一個理想的解決方案，但一個智能解決方案表明它可以工作。
這種機制涉及礦工相互競爭以解決具有挑戰性的數學難題。第一個打破等式的礦工有權向鏈中添加一個新區塊，升級分類賬並賺取新鑄造的硬幣。
隨著加密貨幣價值的增加，鼓勵更多的礦工參與，從而提高網絡的強度和安全性。由於所需的計算能力，任何試圖篡改有價值加密的區塊鏈的個人或團體都會發現這是不可能的。
另一方面，由於以太坊等智能合約兼容區塊鏈可能需要處理許多交易，這是一個資源密集型過程，可能存在擴展困難。結果，創建了替代方案，其中Proof-of-Stake 是最受歡迎的。
以太坊區塊鏈的局限性
資源密集型
為了保證網絡節點以去中心化的方式記錄區塊鏈上的交易，以太坊採用了PoW共識機制。
然而，去中心化的成本很高，因為該過程需要可靠的計算能力和大量的能量。
可擴展性
以太坊網絡的主要問題之一是交易運行緩慢，如果不支付高額交易費用，網絡就無法擴展以滿足需求。
由於以太坊挖礦的基本特性，區塊創建被限制為每秒7 到15 個事務，從而產生了可擴展性問題。相比之下，Visa網絡每秒完成約45,000 筆交易。
每個節點處理網絡上的每個事務的要求是一個重要的約束。如果這個問題沒有得到解決，以太坊用戶可能會因為交易擁堵而經歷更長的等待時間。以太坊網絡需要提高處理交易的速度，以便為企業級應用程序做好準備。
易受攻擊
由於智能合約可供公眾檢查，熟練的程序員可以找到包含可被利用的缺陷的代碼，從而導致資金被盜。
以太坊權益證明（PoS）說明
區塊鏈使用權益證明作為一種共識機制來建立分佈式共識。
在PoS系統上質押與在PoW系統上挖礦類似。它選擇一個網絡參與者將最新一批交易添加到區塊鏈並接收加密貨幣作為回報。
具體細節因項目而異，但一般來說，PoS區塊鏈使用驗證者網絡，這些驗證者捐贈或質押他們的加密，以換取可能驗證新交易、更新區塊鏈並獲得被動收入的機會。
雖然以太坊最初的共識機制是PoW ，但由於各種原因，網絡看起來轉向PoS 。在以太坊的工作證明提案中，驗證者自願以以太幣的形式將資金投入到以太坊智能合約中。驗證者負責驗證網絡上產生的新塊的有效性。質押的以太幣作為質押品，如果驗證者拒絕完成交易，則可以清算。
測試網做以太坊
稱為以太坊測試網的節點網絡用於評估以太坊協議。此外，測試網用於測試它是否按預期工作。
在部署到主網之前，智能合約或協議的作者使用這些網絡在類似以太坊的設置中測試潛在的智能合約。
你編寫的任何合約代碼都必須在測試網（testnet）上進行測試，然後才能發佈到主網（mainnet）。與當前智能合約連接的dApp 中的大多數項目都有測試網部署。
大多數測試網採用權威證明共識算法。選擇一些節點來驗證交易並構建新塊，並在此過程中質押他們的身份。
但是，創建測試並將其交付到測試網的成本大大低於創建智能合約並將其部署到主網的成本。這是因為我們必須在主網上部署我們的智能合約之前支付gas 費用，而這些gas 支付是真正的財務義務。
通常，在測試你的智能合約時，你不想使用真錢。測試網可以幫助你解決這個問題。你可以使用測試網提供的免費加密貨幣來支付gas。我們不能在主網上使用這種免費的加密，因為它沒有價值。
本質上，在將智能合約發佈到主網上之前，你必須首先在測試網上對其進行測試。
以太坊測試網類型
RinkebyRinkeby是以太坊的權威證明測試網，用於測試開發以及它們將如何在以太坊協議上推出。它是以太坊的主要網絡分支。在主網上啟動dApp 之前，你可以使用Rinkeby在測試環境中對其進行測試。
以太坊基金會於2017 年4 月開發了Rinkeby ， Geth開發團隊負責其維護。它採用權威證明共識機制。
該測試網顯示網絡統計信息，包括多個節點、交易和區塊。此外，它還顯示節點數、連接到Rinkeby的節點總數、每秒塊數和每秒事務數。
Kovan以太坊協議的另一個測試網稱為Kovan。 Kovan是主網的一個分支，Rinkeby也是如此。
Kovan於2017 年6 月由以太坊基金會開發，現在由Geth 開發團隊維護。它還利用了權威證明共識機制，直到它被轉移到權益證明。
Kovan通常支持與Rinkeby相同的功能。在Kovan網絡上，你還可以使用官方水龍頭獲得免費的以太坊。
在Kovan測試網上，你可以編寫ERC-20、ERC-721和ERC-1155代幣。它顯示ERC-20、-721和1155代幣，以及最近的區塊和交易。你還可以搜索地址、交易、區塊和其他信息。
GoerliParity團隊於2018年11 月發明了Goerli 。它採用了Proof-of-Authority 共識機制，與上面提到的兩個測試網一樣，但它是遷移到Proof-of-Stake的最新測試網。
ERC-20、-721和-1155硬幣都顯示在Goerli網站上，以及最近的區塊和交易。 Goerli可以讓你查找地址、交易、區塊和其他數據，就像我們見過的其他測試網一樣，但它仍然是以太坊最大的測試網。
以太坊的工作量證明和權益證明提案之間的差異
工作量證明涉及礦工競爭驗證交易並解決加密貨幣難題以獲得區塊獎勵。另一方面，Proof -of-Stake使用隨機選擇的驗證器來確保交易可信，並以加密貨幣作為回報。雖然一個提供了更好的解決方案，但兩種選擇都有不同的優點和缺點。
與Proof-of-Work共識相比， Proof-of -Stake提供了以下改進：
權益證明的較低功耗鼓勵更多節點保護網絡，降低中心化風險。較低的進入門檻和較少的硬件要求意味著你不需要花哨的硬件就有機會生產新的塊。 Proof-of-Stake將用於以太坊，理論上已被證明在經濟上比Proof-of-Work更安全。
工作量證明的缺點
工作量證明是一種確認交易的節能方法。區塊鏈比其他系統更不環保，因為網絡上的計算機必須使用大量能源並且經常運行。
權益證明的缺點
股權證明的根本問題是它需要大量的預付款。要成為驗證者，這取決於整個網絡的規模，你必須購買足夠數量的加密的原生代幣。
這可能不可避免地導致去中心化問題，因為大玩家會創建中心化的方式來共同資助一個節點，從而將所有驗證權留給自己。
結論
沒有任何共識機制是完美的，因此認識到權益證明和工作量證明各有利弊至關重要。儘管如此，以太坊轉向權益證明被認為給系統帶來的好處多於壞處。挑戰肯定會出現，從以太坊開發人員延遲發布中可以清楚地看出，他們正在確保在發布之前一切都處於完美狀態。
