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以太坊的PoS比特币的PoW到底有什么不同呢?

文章来源:OK情报局 2019-01-15 09:09:02
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本期我们主要介绍了以太坊的挖矿情况。以太坊宣称采用的共识机制是PoS,也就是权益证明,但是目前并没有实现,以太坊目前还停留在PoW,只是以太坊的PoW和比特币的PoW有一些不同的地方。

摘要: 本期我们主要介绍了以太坊的挖矿情况。以太坊宣称采用的共识机制是PoS,也就是权益证明,但是目前并没有实现,以太坊目前还停留在PoW,只是以太坊的PoW和比特币的PoW有一些不同的地方。

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凡是涉及到币,就一定离不开挖矿。以太坊网络中,想要获得以太坊,也要通过挖矿来实现。那么,说道挖矿,就一定离不开共识机制。

比特币的共识机制是PoW (这是英文Proof of Work的缩写,意思是“工作量证明机制”)。简单来说,就是多劳多得,你付出的计算工作越高,那么你就越有可能第一个找到正确的哈希值,就越有可能得到比特币奖励。但是,比特币的PoW存在着一定的缺陷,就是它处理交易的速度太慢,矿工们需要不断地通过计算来碰撞哈希值,这是劳民伤财且效率低下的。

以太坊为了弥补比特币的不足,提出了新的共识机制,名叫PoS(这是英文的缩写,意思是“权益证明”,也有翻译成“股权证明”的)。PoS简单来讲,其实就跟它的字面意思一样:权益、股权,你持有的币越多相当于你的股权越多,你的权益越高。以太坊的PoS就是说:你持币越多,你持有币的时间越久,你的计算难度就会降低,挖矿会容易一些。

说以太坊的共识机制是PoS,没错,但是,PoS只是以太坊发布之初的一个计划或者说目标,目前以太坊采用的共识机制也是PoW,就是比特币那个PoW。在以太坊最初的设定中,以太坊希望能够通过阶段性的升级,在前期依旧采用PoW来构建一个相对稳定的系统,之后逐渐采用PoW+PoS,最后完全过渡到PoS。

这里涉及到两个信息点,第一个信息点是:以太坊采用的PoW就是比特币那个PoW,但是并不是一模一样的,是有差别的;第二个信息点是:以太坊最初的设定中,希望通过阶段性升级来最终实现由PoW向PoS过渡的。下面的内容,我们来对这两个信息点逐一说明一下。

第一个信息点:以太坊目前采用的共识机制也是PoW,但是和比特币的PoW稍稍不同。那么,和比特币的PoW到底有什么不同呢?

简单来说,就是以太坊挖矿难度可以调节,比特币挖矿难度不能调节。就好比我们高考,因为各个省份的教学情况、生源人数都不一样,所以高考分为全国卷和各省自主命题。以太坊说我赞成这样分地区出题,比特币说:不行,必须全国同一卷,大家难度都一样!

通俗解释,就是,比特币是利用计算机算力做大量的哈希碰撞,列举出各种可能性,来找到一个正确哈希值。而以太坊系统呢,它有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验证的更快,以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度,就可以调整验证区块所需的时间。

以太坊协议规定,难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为15秒,网络用15秒时间创建区块链,这样一来,因为时间太快,系统的同步性就大大提升,恶意参与者很难在如此短的时间发动51%(也就是半数以上)的算力去修改历史数据。

第二个信息点是:以太坊最初的设定中,希望通过阶段性升级来最终实现由PoW向PoS过渡的。

时间追溯到2014年,在以太坊发布之初,团队宣布将项目的发布分为四个阶段,即Froniter(前沿)、Homestead(家园)、Metropolis(大都会)和Serenity(宁静)。前三个阶段共识机制采用PoW(工作量证明机制),第四个阶段切换到PoS(权益证明机制)。

2015年7月30号,以太坊第一个阶段“前沿”正式发布,这个阶段只适用于开发者使用,开发人员可于在以太坊网络上编写智能合约和去中心化应用程序DAPP,矿工开始进入以太坊网络维护网络安全并挖矿得到以太币。前沿版本类似于测试版,证明以太坊网络到底是不是可靠的。

2016年3月14日,以太坊进入到第二个阶段“家园”,这一阶段,以太坊提供了钱包功能,让普通用户也可以方便体验和使用以太坊。其他方面没有什么明显的技术提升,只是表明以太坊网络已经可以平稳运行。

2017年9月,以太坊已经进行到第三个阶段“大都会”。“大都会”由拜占庭和君士坦丁堡两次升级组成,这个阶段的的目标是希望能够引入 PoW 和 PoS 的混合链模式,为PoW向PoS的顺滑过渡做准备。最近比较热门的“以太坊君士坦丁堡升级”升级的就是这个,在君士坦丁堡升级中呢,以太坊将对底层协议和算法做一些改变,来为实现PoW和PoS奠定良好的基础。

以太坊挖矿会得到对多少奖励呢?赢得区块创建竞争成功的矿工会得到这么几项收入:

1)静态奖励,5个以太坊;

2)区块内所花费的燃料成本,也就是Gas,这部分我们上一期内容讲过;

3)作为区块组成部分,包含“叔区块”的额外奖励,每个叔区块可以得到挖矿报酬的1/32作为奖励,也就是5乘以1/32,等于0.15625 个以太坊。

这里我们简单解释一下“叔区块”,“叔区块”这个概念是以太坊提出来的,为什么要引进叔块的概念?这还要从比特币说起。在比特币协议中,最长的链被认为是绝对的正确。如果一个块不是最长链的一部分,那么它被称为是“孤块”。一个孤立的块是一个块,它也是合法的,但是可能发现的稍晚,或者是网络传输稍慢,而没有能成为最长的链的一部分。在比特币中,孤块没有意义,随后将被抛弃掉,发现这个孤块的矿工也拿不到采矿相关的奖励。

但是,以太坊不认为孤块是没有价值的,以太坊系统也会给与发现孤块的矿工回报。在以太坊中,孤块被称为“叔块”(uncle block),它们可以为主链的安全作出贡献。 以太坊十几秒的出块间隔太快了,会降低安全性,通过鼓励引用叔块,使引用主链获得更多的安全保证(因为孤块本身也是合法的) ,而且,支付报酬给叔块,还能激发矿工积极挖矿,积极引用叔块,所以,以太坊认为,它是有价值的。 

总结一下,本期我们主要介绍了以太坊的挖矿情况。以太坊宣称采用的共识机制是PoS,也就是权益证明,但是目前并没有实现,以太坊目前还停留在PoW,只是以太坊的PoW和比特币的PoW有一些不同的地方。


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