PoS(Proof of Stake)的誕生要追溯到2011年,一位名為Quantum Mechanic的網友在著名比特幣社羣Bitcointalk論壇首次提出Proof of Stake。
PoS的原理類似於現實世界中的股份制,擁有股份越多,話語權就越強,獲得記賬機會的概率就越大。其安全性來自於抵押經濟的價值,理論上 Staking 的數量越高收益越高。
與 PoW 不同,PoS 共識機制的核心是網路中的幣,這些幣可以在交易所甚至 OTC 市場大量購買,不需要透過挖礦獲取,所以參與 Staking 幾乎沒有門檻。在 PoS 共識機制中,超級節點可以透過執行和維護網路獲得獎勵,所以執行節點的動機是很強烈的。
PoW 和 PoS 是兩種不同的演算法,它們決定分散式網路中的共識,以及如何獎勵共識維護者。換句話說,PoW 和 PoS 闡述瞭如何發行新幣為網路提供激勵,獎勵那些提供資源的共識維護者。這些幣的價值背後都有資源支撐(礦機或者一定數量的幣),而且拿到獎勵的前提是你必須付出誠實的行動。
PoS 的安全性來自於抵押經濟的價值,理論上 Staking 的數量越高收益越高。雖然不是所有人都願意或有能力去執行節點,但是 Staking 機制對於去中心化是很重要的,因為 PoS 允許所有持幣人在沒有執行節點的情況下投票並參與共識。
PoS 裡的 Validator 更像是投資人,他們需要對所持數字貨幣背後的技術有很深的理解,同時對協議的發展作出貢獻。大型PoS 幣種一般都有獨立的研究團隊。
為了獲得更多的投票,這些 Validator 一般需要持有大量的幣。透過 Staking 或者提供 Staking 服務,這些資金會被鎖定一定時間,如果想動用部分資金,那他們可能不能繼續為所有的客戶提供服務。這樣 Validator 就成為了長期投資者,他們更有動力驅動技術和價值。激勵越高,投入越多。
PoS 可能面臨的攻擊:
Long Range Attack
長程攻擊就是攻擊者建立了一條從創世區塊開始的長區塊鏈分支,並試圖替換掉當前的合法主鏈。
無利害攻擊 Nothing at Stake Attack
PoS 執行多條鏈的成本很低,Validator 可以向多個鏈投票而不會遭受任何損失,這就違反了共識協議。
51% Attack
一些 PoS 網路中,只需要最少 33% 的 stake 資金就能發起這樣一場攻擊。而且如果能吸收他人投票,攻擊者甚至都不需要用自己的幣去發起攻擊,他們甚至還可以透過購買或賄賂的方式來獲取投票。
Low Staking Participation
在一些 PoS 網路中,只需要質押活躍在資金池中 33% 的幣量就能發起一場 51% 攻擊。比如,stake 率為 25%,33%* 25%=1/12,即發起一次攻擊只需要該 PoS 幣總供給量的 1/12。
Private Key Attack
私鑰聯網後一旦被獲取,攻擊人就會獲得 Staking 資金的所有權和簽署交易的權利。即使私鑰不直接控制所有 Staking 資金,獲得了私鑰就獲得 Validation 和 Staking 的權力,方便發起攻擊。
PoS的優點:效率比PoW要高。
PoS的缺點:安全性還需要更進一步的檢驗;幣如何產生和分配機制設計難度較高;去中心化程度普遍認為是不如PoW。