以太坊向“权益证明”的转变如何减少环境问题

2021 年 5 月 27 日，以太坊的创始人 Vitalik Buterin 重申了以太坊从工作量证明（PoW）模式到股权证明（PoS）模式的转变，以减少碳足迹。Ethererum 基金会宣布完成转移，新的上线预计将在 2021 年底完成。

我认为重新迭代是必要的，因为在埃隆·马斯克 (Elon Musk)因环境问题日益严重而撤回使用比特币购买特斯拉的有争议的推文之后，加密货币投资者产生了一种焦虑感。 Buterin 将 Etherium 转换为 PoS 的承诺让一些人松了一口气。

这个消息让我开始思考加密货币世界中工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）之间的区别，并了解工作量证明巨大的能源消耗背后的担忧。因此，这篇文章是我打破行话并以更全面和非技术性的方式呈现它们的谦虚尝试。

在我们讨论 PoW 和 PoS 算法的基本定义之前，让我们对术语——共识机制进行解码。

什么是共识机制？

字典对共识的定义是达成“普遍协议”。在中心化系统中，政府授权银行验证交易，但在包括加密货币在内的去中心化系统中，分布式系统依靠自治机构来控制和验证交易。因此，这些分布式网络接受通用密码算法以达成共识。

什么是工作量证明？

现代技术传播者认为比特币是 21 世纪最重要的发明之一。随着 2008 年比特币的发布，PoW 成为加密货币事实上的算法。矿工是分布式账本的管家并管理节点（计算机链）以解决复杂的数学问题的个人或实体。首先解决问题的矿工有机会在区块链中添加一个交易区块，从而在不可变的PoW区块链上创建了一个经过验证的交易。作为回报，他们会得到奖励硬币的激励。

PoW 是一种久经考验的机制，多年来一直保持比特币和以太坊的安全和去中心化。此外，与 PoS 相比，它相对容易实现。

但是随着时间的流逝，PoW带来了一些挑战，例如可访问性，中心化和可伸缩性。

• 可访问性——比特币挖矿并不是一件容易的事。除了了解不断变化的技术格局和获得高技能的专业人员外，建立具有广泛计算能力的大型矿场是高度能源密集型的。
  最近的数据显示，中国在 2020 年开采了超过 65% 的比特币，这当然是一个负担得起低电力和熟练专业人员的国家。由于中国对共识机制的垄断，其他条目可能无法执行操作，从而导致第二个挑战。
• 中心化-加密的基本原理是保持分类帐去中心化。但是，如果个人负担不起挖矿，而共识落入大型实体（在这种情况下是中国矿工）手中，那么去中心化的整个目的似乎就落空了。
• 可扩展性——在当前的 PoW区块链中，每个区块的挖矿是连续发生的，每个区块可以容纳一定数量的数据，称为区块大小。如果未决的高交易事件无法将其挖矿到现有区块，则用户可能需要等待其交易被处理。

什么是权益证明？

PoS 是一种不同类型的共识机制，它要求用户质押他们的加密货币以成为网络中的验证者。PoS 验证器证明（或验证）区块存在。验证者是分布式网络上的参与者，他们提议并证明 PoS区块链上的区块。

当要验证的区块达成共识时，该区块将被添加到区块链中。奖励政策类似于 PoW，其中验证者以硬币的形式上涨奖励，而恶意活动的参与者将受到惩罚。

PoS 确实解决了 PoW 中提到的上述问题，而不会影响环境。

• 可访问性——在 PoS 中，验证者无需担心初始硬件或电力成本。但是在 PoS 中，您需要最少的加密货币来运行完整的验证器节点。
• 中心化——PoS 只需要最少量的加密货币、互联网连接和一台笔记本电脑即可参与 PoS 网络。因此，个人和较小的自治机构能够参与而不是大型实体，从而保持去中心化原则的完整性。
• 可扩展性——PoS 基础设施将能够处理可扩展性而不包括安全性。并行块可以使用称为分片的分区机制处理区块链中的事务