大家可能已经阅读了之前的内容，比特币数字货币用大量的算力来保护网络的安全性，但是为什么要这样呢还有什么其他选择吗

什么是POW

PoW算法的演算方法挖矿，需要消耗大量的算力，1993年由Cynthia Dwork和Moni Naor提出，被用于阻断拒绝服务攻击（DDOS）、反垃圾邮件等一些服务滥用的经济对策，之后在1997年被正式命名为Proof of work(工作证明)

直到2009年中本聪创立了比特币之后，这种技术才被大规模使用，他意识到这种机制可以被用来创造多个节点网络环境中的共识，并且使用这种机制来保护比特币的安全

但是，PoW算法需要所有的节点大量运算解决一个密码学的问题，这些密码学问题的运算者我们称为矿工，第一个算出正确解的矿工就可以得到矿工奖励，由于这些奖励导致人们建造越来越大的矿场

根据Digiconomist的报导，比特币矿场的耗电功率高达54TWh，这些电力足以为500万美国居民提供生活用电，更相当于新西兰一个国家的耗电量，或是一整个匈牙利，还不仅仅这样，PoW算法的存在造成算力设备性能越好的人，可以获得的奖励就越多

算力速率越高，获得记帐下一个区块的概率与奖励就越大

为了提高挖矿的成功率，矿工们把算力都集中在一起，形成矿池(Mining pool)，矿池会根据各个矿工的算力比例分配并获得奖励，简单来说，PoW导致矿工在挖矿上需耗费大量的电力，而且激励大家在矿池中挖矿，反而导致区块链的算力越来越集中，违反了区块链去中心化的原则

什么是POS

为了解决这个问题，在2011年，一个比特币论坛的用户QuantumMechanic，提出了一个“ Proof of Stake（产权证明）”的新技术，他认为让大家为了挖矿互相竞争是一种很浪费的行为，PoS机制使用一种选举机制，这种机制会在网络中随机选取某一个节点，节点将会负责验证下一个区块

PoS算法中，不存在矿工，取而代之的是验证者，而且这种算法并不允许大家”挖矿”，而是”创造”区块，成为验证者的条件是，一个节点必须先抵押一定数量的Token作为“Stake（产权）”，你可以把这个抵押金想像成押金，抵押金的数量多寡，影响你下一次投票时被选为验证者的机率

假设小明抵押了100美金，小华抵押了1000美金，那么小华被选取作为下一个区块的创建者的概率就是小明的10倍，虽然这个看起来是偏袒富人，也就是持币量大的人，但其实这种算法更加公平！

POW跟POS差异在哪

如果采取PoW算法，富人可以拥有大量的成本优势，因为大矿主在矿机和电价上都能尽可能的压低成本，意思是他们买的越多，单价就会越便宜！

但是回到了PoS算法，如果一个节点被选为验证者，它必须验证下个节点中的所有交易都是有效的，如果所有检查都能通过，这个节点就会为新区块签署签名并将这个区块加入链里，然后获得新区块中所有转帐的手续费作为回报

如何信任被选举中的验证者

还记得刚提到POS机制必须先抵押一定数量的Token作为产权吗这时候Stake（产权）就派上用场了

如果验证者让非法的交易被写入区块中，那么他就会损失一部分押金，只要押金比获得的交易手续费高，我们就能安全的信任他们 如果恶意窜改帐本就会遭受损失，只要押金比手续费金额还要大，验证者损失的金额就会更多，当然不符合现实中经济效应

当一个节点不再是验证者时，之前付出的押金和记帐获得的所有手续费，就会全部返还

所以，PoW和PoS公式机制是非常不同的两种机制，PoS并不允许所有人都参与记账过程，也就消耗更少的能量，同时更加去中心化

在PoW机制中，存在着“矿池”的概念，矿池的参与者通过矿池组队挖矿来获得收益，但这些矿池控制着比特币很大比例的算力，也让区块链挖矿过程更加中心化、更加危险，如果全世界最大的几个矿池合并起来，他们就会拥有大部分（超过50%）的算力，这时他们就可以伪造交易

PoS另一个优势

在于设立节点的成本，PoS节点相比PoW节点要便宜的多，因为你并不需要昂贵的矿机， 也可鼓励更多人参与设立节点，从而让区块链网络更加的去中心化

那如果我拥有超过51%的代币，我就能伪造交易来操纵区块链网络了吗

是的

51%攻击

在PoW算法中，如果一组矿工拥有了超过51%的算力，这组矿工就能控制这条区块链，但以加密货币目前的市值，PoS让这种51%攻击在现实面上变得非常困难，如果要通过51%方式去攻击比特币，按照现在的比特币币价，至少需要750亿美元的成本，而且还不一定会成功

这种针对PoS机制的发生攻击的可能性远比PoW更小，但也不是完全没有风险，因为PoS机制有抵押金多寡的因素，让挑选过程非完全随机，而富人能获得更多记账机会，进一步增加了他们被选为验证者的可能性，所以必须更仔细挑选下一个验证者

所以有数个针对该问题的议题进行研究，例如基于代币年龄的选择法，当网络选择了一个节点作为验证者时，拒绝作为验证者，我们可以在选取验证者的同时，备用选取其他的验证者

结论

PoS机制相比于PoW机制而言多了更多的风险，还需要做很多研究，有一些项目已经开始使用PoS机制，如Cardano尝试建立一个安全性可证明的PoS算法，叫做Ouroboros