專欄

一次搞懂加密貨幣共識機制:POW、POS、DPOS

 

在區塊鏈當中,每個幣種都需要有共識機制來決定區塊如何生成,與區塊生成後的獎勵要如何發放,藉由共識機制來消除傳統的第三方認證,進而達到區塊鏈去中心化的效果。

很多人難免會好奇,加密貨幣有哪些共識機制呢?今天會跟大家介紹區塊鏈當中最主要的三種共識機制。

一、POW工作量證明(Proof-of-Work)

由字面上來看,工作量證明即代表愈多的工作量,即可證明你愈有貢獻,可得到更多獎勵,而這裡的工作量就是指挖礦。挖礦即為礦工貢獻自己的電腦算力,來解開一個困難的數學函數,這需要不斷嘗試計算來找到答案,而第一位找到正確答案者,即可建立該區塊並且得到區塊獎勵,區塊獎勵通常是固定數量的幣,因此有愈多的算力,即有愈高的機率能建立新區塊,並得到建立該區塊的獎勵。

工作量(算力)高→愈高機率解開函數並建立新區塊→愈多區塊獎勵(得到愈多幣)

優點:
1.  公平:花費愈多算力,即可得到愈多回報,有付出就有收穫。
2.  簡單:節點間不需要交換額外資訊即可形成共識,讓去中心化輕鬆實現。

缺點:
1. 耗費能源:由於電腦必需不斷嘗試解開數學函數來得到答案,會耗費大量能源做計算。
2. 挖礦積極度下降:當挖礦進入後期,每個區塊生成的獎勵會隨時間減少,如此一來會使礦工挖礦意願下降,造成整個區塊鏈算力下降,形成51%攻擊的可能性隨之上升。

二、POS股權證明(Proof-of-Stake)

從字面上來看,股權證明即擁有愈多股權,便代表貢獻愈大,可以得到愈多獎勵,而這裡的股權就是指所擁有的貨幣數量。在股權證明的共識機制下,只要持有貨幣的人,都可以成為礦工,將加密貨幣放到節點上,在同等算力之下,若節點上的代幣愈多,便可降低該節點解開數學函數的難度,因此愈容易發現下個區塊來得到獎勵,也就代表持有貨幣愈多者,便可以得到愈多獎勵。

貨幣愈多→降低函數難度→愈容易建立區塊,得到獎勵

 

優點:
1.  節省能源:股權證明是想要解決工作量證明耗費大量能源解開函數的問題而出現,他著重「股權」而非「算力」,因此不需要耗費過多的能源來挖礦。

缺點:
1.  屯幣:由於富者愈富、窮者愈窮,可能發生屯幣的現象,降低貨幣流通性。
2.  硬分叉風險:由於較不注重算力,硬分叉後可能會產生兩條鏈礦工都可同時開挖。

三、DPoS委託股權證明(Delegated Proof-of-Stake)

為POS的進化方案,所有貨幣持有者都擁有投票權,可以選出一定數量的特定人做為區塊生產者,委託他們輪流產生新區塊、驗證與監督,而這些受委託者在生成區塊後,也可以獲得獎勵,因此大家會爭取成為區塊生產者,一旦受委託者產生區塊的效率不佳,也可藉由投票機制來汰換。

貨幣持有者擁有投票權→選出特定區塊生產者

優點:
1.  節省能源:大幅減少參與驗證與記帳節點的數量,減少算力消耗,增加效率。

缺點:
1.去中心化是加密貨幣的主要宗旨,DPoS卻將特定人選為團體代表,等於又回頭走了中心化的老路,如何決定誰能成為代表人,也增加了不公平的疑慮。

各幣種採用的共識機制

結論

各個共識機制各有優缺,POW雖穩定公平,卻浪費能源;POS改善了POW的缺點,但容易有富者越富、貧者越貧的情形。目前有愈來愈多幣種採取POS與DPOS的型態出現,依據其應用與共識機制來做發幣的判斷,其實都各有優劣,共識機制的演變與進化也將牽引著區塊鍊的未來發展!

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