長話短說
權益證明（PoS）和委託權益證明（dPoS）是最流行的基於權益的共識協議。共識確保網絡參與者無需中央機構即可驗證交易。挖礦涉及驗證交易以換取獎勵，而共識算法則支持交易驗證。 PoS 需要質押資產才能成為驗證者，質押越高，選擇的機會就越大。 DPoS 涉及對驗證交易的代表進行投票，提供速度和可擴展性。 PoS 和dPoS 在區塊創建（質押權力與民主選舉）和治理（嚴格與民主）方面有所不同。
由於對可擴展性的日益重視，區塊鏈越來越多地選擇基於質押的機制來保護其網絡並達成共識。隨著對PoW區塊鏈的嚴格審查及其高能耗率，這種模式變得更加流行。雖然開發人員可以選擇多種基於質押的共識協議，但最流行的兩種選擇是經典的權益證明(Proof-of-Stake) ( PoS）算法和委託權益證明（DPoS）機制。你可能想知道這兩種模型中哪一種最可行。本文詳細概述了PoS 和DPoS，以及它們的異同。
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什麼是區塊鏈共識？
區塊鏈技術的核心精神優先考慮去中心化的記賬方法。這一概念確保網絡的每個參與者或節點都可以訪問電子分類賬（區塊鏈）的副本並實時確認其內容的有效性。
該模型消除了銀行等中央機構，以便參與者或網絡節點共同確認輸入區塊鏈的數據是有效的。為了實現這一點，網絡必須採用一種方法來協調各個成員持有的所有賬本副本。只有這樣才能達成共識。
換句話說，共識確保所有網絡參與者都同意區塊鏈分類帳的新條目或交易不會使舊條目或交易失效。基於這個定義，我們可以將共識機制定義為允許網絡參與者在沒有輸入的情況下驗證交易的協議中央機關的。
什麼是挖礦？
你會同意，在不建立獎勵制度的情況下，讓人們承擔起保護網絡安全的責任有些困難。這就是為什麼區塊鏈幾乎總是圍繞其共識協議納入基於激勵的經濟。這樣的系統會激勵區塊鍊網絡的普通用戶驗證交易。為了換取對網絡安全的貢獻，驗證者通常會獲得以區塊鏈的原生加密貨幣計價的獎勵。簡單地說，驗證交易以賺取加密的過程稱為挖礦。成功添加新批次交易的參與者將獲得新鑄造的加密貨幣和交易費用。
不同類型的共識算法
值得注意的是，有幾種協議是專門為實現區塊鏈共識而設計的。以下是一些流行的選項：
所有上述共識機制都有一個相似的特徵，即它們都希望實現由網絡參與者管理的交易驗證系統。然而，讓他們與眾不同的是他們建立共識和選擇驗證者的方式。例如，工作量證明機制要求潛在的驗證者將其計算能力提交給網絡。另一方面，權益證明允許驗證者根據他們的意願在區塊鏈上鎖定一定數量的加密貨幣。
為什麼區塊鏈需要共識機制
如前所述，共識協議使去中心化系統能夠驗證輸入區塊鏈賬本的數據。他們確保區塊鏈不依賴中央機構。相反，他們確定網絡參與者由於共識協議的結合，可以在驗證過程中發揮重要作用。
共識協議實施和管理隨機挑選負責將新交易添加到區塊鏈的驗證器的系統。這些協議還激勵參與者與整個區塊鏈的目標協同工作。因此，有助於生態系統安全的活動會受到獎勵。另一方面，一些共識協議會因停機或惡意活動而懲罰驗證者。
如前所述，工作量證明（PoW）協議是有史以來創建的共識算法的第一個變體，它需要多個節點設置強大的礦機才有機會成為驗證者。根據Digiconomist 的比特幣能源消耗指數，比特幣交易平均消耗704.75 千瓦時的電量，相當於美國普通家庭約24.16 天的用電量。
因此，對PoW 的節能替代方案的需求催生了權益證明機制。與PoW 不同，權益證明要求用戶質押某些加密貨幣資產來證明他們成為驗證者的承諾。
從本質上講，潛在的驗證者需要將資產鎖定在區塊鏈上，作為對網絡福祉的承諾的標誌。整個想法圍繞這樣的推理：如果參與者的資金處於危險之中，那麼損害網絡的有效性將是非理性的。
PoS 機制從利益相關者礦池中隨機選擇驗證者。將其視為基於彩票的選擇系統，幸運的獲勝者可以將新批次的交易添加到區塊鏈中。每次添加新的交易塊時，抽籤都會再次啟動以選擇下一個驗證器。
請注意，隨著質押代幣數量的增加，成為驗證者的機會往往會增加。換句話說，具有較高權益（鎖定在區塊鏈上的代幣數量）的節點往往有更高的機會被選為驗證者。影響選擇過程的另一個因素是股權的期限。
此外，成功的驗證者還會收到PoS 網絡本地新鑄造的代幣作為獎勵。這是交易費用之外的費用。
PoS 的另一個重要細節是它通過懲罰來阻止惡意行為。違約者——未能完成任務或添加無效交易的驗證者——面臨失去部分或全部質押資金的風險。違約者在失去股份後甚至可能會受到禁令。使用PoS 機制的區塊鏈的一個例子是以太坊。
權益證明的優點和缺點
優點
以下是PoS共識機制的優點
與工作量證明算法相比，PoS 在能耗方面提供了顯著的改進。 PoS區塊鏈基於質押的驗證過程使其比PoW 網絡更加節能。 PoS 共識機制建立了一個激勵或懲罰驗證者的經濟體。該系統在很大程度上防止了驗證者欺詐和冷漠的發生。由於Stake 的計算要求不像PoW 機制那麼技術性，因此更多的區塊鏈用戶可以參與驗證過程。根據我們對共識的定義，參與維護網絡安全的人越多，區塊鏈就越去中心化。因此，與基於PoW 的生態系統中的挖礦機制相比，質押是一種更具包容性的模型。
PoS 的缺點
考慮到高風險的參與者通常會被優先考慮，PoS 共識算法傾向於將驗證過程限制在高淨值參與者身上。然而，一些解決方案已經找到了解決這個問題的方法。他們建立了一個平台，用戶可以在其中匯集並共同質押他們的資產。這些解決方案允許通常無法滿足最低財務質押要求的網絡參與者作為集體來滿足。它還提高了他們被選為驗證者的機會。還值得一提的是，區塊鏈很容易受到稱為51% 攻擊的威脅，這種攻擊通常發生在實體控制超過50% 的網絡資源時。對於基於PoS 共識的區塊鏈，當某個實體擁有整個網絡質押總量一半以上時，就會發生51% 攻擊。在此類攻擊期間，操縱區塊鏈的歷史數據成為可能。
委託權益證明(DPoS) 是質押的另一種變體，它注重速度和可擴展性。與PoS 共識機制不同，DPoS 建立了向全網開放交易驗證系統的基礎設施。它希望讓每個人都參與進來，即使是那些無法滿足成為驗證者的最低要求的人。
這個概念試圖使網絡民主化，以便普通用戶可以投票選出代表他們承擔驗證相關任務的代表。顧名思義，DPoS 允許普通區塊鏈用戶投票選出準備好滿足驗證交易技術要求的代表。
表決
如前所述，投票是DPoS 的重要組成部分。該協議根據用戶質押的區塊鏈原生代幣的數量為用戶分配投票權。在某些情況下，質押者可以將其投票權轉移給其他用戶，而不是直接投票給驗證者節點。
證人
見證人是被選舉出來向區塊鏈添加新交易塊的節點運營商。他們必須滿足區塊生產者所需的硬件規格。更重要的是，他們應該有良好的聲譽，才能吸引足夠的選票。一旦見證人成功添加新的交易區塊，他們就會收到獎勵，並可以在投票給他們的利益相關者之間分享。
交易時間
dPoS 的交易時間比PoS 短很多。這是因為大多數DPoS區塊鏈維護著一個小型見證人網絡——通常在20 到100 人之間。因此，驗證交易塊所需的時間更少。
代表們
代表是DPoS區塊鏈治理的核心要素，因為他們提出的變革將塑造區塊鍊網絡的未來。然後將提議的更改進行投票。這項治理投票活動向網絡的所有參與者開放，只要他們質押了網絡的原生代幣。
解釋完DPoS 共識機制的工作原理後，你可能想知道：它有哪些局限性？
由於驗證過程的節點數量有限，dPoS區塊鏈往往變得中心化。對於依賴少數見證人來驗證交易的區塊鏈來說尤其如此。
從PoS和DPoS共識協議的工作原理來看，顯然這兩種協議的主要區別中心化在兩個因素上，即區塊創建和治理。下面詳細解釋PoS 和DPoS 的區塊創建和治理技術如何使它們有所不同。
區塊創建
PoS 協議的驗證者選擇過程基於用戶的質押能力。換句話說，當用戶將資產鎖定在區塊鏈上時，就有資格成為驗證者。相比之下，dPoS 實現了代幣持有者選舉驗證者的民主系統。由於dPoS 將交易驗證角色分配給少數參與者，因此塊創建時間（添加新交易塊所需的時間）通常更短。
另一方面，PoS 允許幾乎任何節點運營商競爭驗證者的角色，只要他們滿足質押要求。因此，選擇驗證者需要花費更多時間。
治理
此外，PoS 生態系統中的治理比dPoS區塊鏈上的治理要嚴格得多。後者支持民主模式，允許用戶對更改進行投票。另一方面，PoS區塊鏈對其底層代碼實施硬分叉或重大更改，以便用戶需要遷移到區塊鏈軟件的升級版本。
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