虽然比特币的使用工作证明(PoW)对交易历史进行安全排序，这需要消耗大量电力，并且一次可以处理的交易数量有限。因此，出现了新的共识机制，侧重于能源密集程度较低的方法，其中利益证明(PoS)模式是最突出的模式之一。这些共识机制使计算机网络能够在保持安全的同时进行协作。

区块链网络需要解决几个问题才能有效运作。例如，如果中间没有银行或金融科技公司(如PayPal)这样的中央机构，分散的加密货币网络必须确保网络中没有任何一方多次花费相同的钱。此外，共识机制可以防止网络出轨硬叉子. 

然而，在像银行这样的中央集权组织中，决策委员会或监管机构控制着这些活动。而加密是基于一个社区，所以区块链必须达成共识，以验证交易和块。

工作证明和利益证明是目前使用的两种主要共识机制分散融资在加密货币网络上以加密方式获得共识的项目。当中本聪在创造比特币(第一种加密货币)时，他们需要找到一种无需第三方参与的交易验证方法。为了实现这一点，他们采用了一种被称为工作证明的共识机制，允许网络就哪些交易是有效的达成一致。

相反，利益证明(PoS)是一种现代共识方法，为更新的DeFi项目和加密货币提供了动力。一些项目从PoS开始，或者从PoW过渡到PoS。然而，马上建立一个PoS共识网络是一个重大的技术问题，它不是使用PoW来获得网络共识那么简单。

什么是工作证明？

工作证明于1993年首次提出，用于对抗网络上的垃圾邮件和拒绝服务攻击。动力概念随后由中本聪推广，以在1995年验证新的砌块比特币网络2008年。

功率基于网络用户证明计算任务已完成能力。为了回答一个数学方程，使用了一些被称为节点的计算能力，一旦方程被求解，链上的新块被验证。节点是任何物理设备，如个人计算机，可以在其他工具的网络中接收、发送或转发数据。

最快解答数学难题的解算器将在当前和之前的块之间创建一个加密链接，并赢得一些新铸造的加密硬币。这个过程被称为挖掘，解决者被称为矿工。通过他们的共同努力，区块链对所有有关各方来说都是安全的。此外，解决这个难题的计算任务本身被称为工作证明。

电力是如何工作？

区块链是一个由一系列块组成的系统，这些块根据称为区块链排序的交易顺序按时间顺序排列。genesis块或零块是PoW区块链中的第一个块，它被硬编码到软件中。根据定义，这个块不引用前一个块。上传到区块链的后续块始终会引用前面的块，并且包含完整的更新分类帐副本。

在一场竞赛中，一些参与者或矿工被鼓励花费计算资源提交符合网络规定的合法区块，PoW算法通过竞赛选择谁可以用新条目修改分类账。分类账记录所有交易，并将它们组织成连续的块，这样用户就不会花两次钱。为了避免篡改，分类帐是分布式的，允许其他用户快速拒绝修改过的版本。

在实践中，用户使用哈希来识别篡改，哈希是一长串数字，用作工作证明。哈希函数是单向函数，这意味着它只能用于检查生成哈希的数据是否与原始数据匹配。

之后，节点验证交易，防止重复支出，并决定是否应该将建议的块添加到链中。用同一种货币支付两次以欺骗收款人的行为被称为双重支出。重复支出将对网络造成严重破坏，并消除其最有价值的特征之一:不变性、去中心化和不信任。

工作证明使得重复支出变得非常困难，因为改变区块链的任何部分都需要重新开采所有后续区块。因为执行散列函数所需的机器和能量是昂贵的，所以用户不可能垄断网络的处理能力。

此外，为了达成共识并确保区块链中记录的交易的合法性，PoW协议将计算能力与加密技术相结合。

在产生新区块的散列过程中，矿工们竞相开发数学问题的正确答案。矿工通过猜测散列来实现这一点，散列是一串伪随机数。加密哈希(例如SHA-256)是一种文本或数据文件的签名。对于文本，SHA-256提供了一个近乎唯一的256位(32字节)签名。

当与块中的数据结合并通过散列函数处理时，散列必须生成满足协议规定要求的结果。

赢得哈希的矿工然后将它广播到网络，让其他矿工检查答案是否正确。如果答案是正确的，该区块将被添加到区块链，矿工将获得区块奖励。例如，目前比特币挖矿的块奖励是6.25比特币。

权力的利弊

权力的优点

在PoW，矿工必须支付大量电费来解决复杂的数学难题，并处理网络上的一个块。电力被用来为机器供电，这些机器通过验证交易的过程产生数字资产，这一过程被称为采矿。此外，能源支出对网络的安全至关重要，因为它使网络能够保持准确的交易记录，并遵守特定的、可信的货币政策。

此外，网络是安全的，因为欺骗链需要恶意行为者接管网络51%的计算能力。如果区块链在工作证明系统中被分叉，矿工必须选择是否移动到更新的分叉区块链网络或继续支持原来的区块链。

为了支持两个区块链，采矿者将不得不在分叉的两端之间分割他们的计算资源。因此，通过经济激励，工作证明系统自然会防止不断分叉，并敦促矿工选择不希望损害网络的一方。

这些特征适用于博弈论，即矿商必须采取战略行动，以优化其投资回报。像有限理性国家一样，人们总是会选择最简单的解决方案。转向新的连锁店让事情变得更加困难。因此，博弈论有助于寡头避免内部腐败，做出合乎逻辑的决策。

权力的弊端

尽管有上述优点，PoW在资源使用方面可能是相当昂贵和低效的。矿工必须应付各种费用，包括很快就会磨损的最新设备。采矿往往会产生大量的热量，并可能积累过高的电力，这取决于矿工的位置。此外，当网络过载时，系统的交易费用会飙升。

此外，如果你容易受到51%的攻击，或者如果你不是任何可互换哈希算法的最重要的硬币持有者，更大硬币上的个人可能会利用他们的硬件反对你，并把你带走，你就再也不能获得奖励。

什么是利害关系证明？

2011年，Bitcointalk论坛上提出了一种新方法，以解决PoW共识机制的低效问题，并降低运行区块链网络所需的计算资源量。这个概念不是执行有形的工作，而是基于在生态系统中存在可证实的利害关系。

换句话说，为了验证加密网络上的交易，用户只需要表明他们拥有特定数量的区块链本地的加密货币令牌。区块链网络用来实现分布式共识的这种共识机制被称为利害关系证明共识机制。

例如，矿工A下注30个硬币，矿工B下注50个硬币，矿工C下注75个硬币，矿工D下注15个硬币。在这种情况下，矿工C将被优先考虑写入和验证下面的块。与工作证明中的块奖励相反，采矿者C将收取交易费，即网络费。

PoS是如何工作的？

起源块是PoS区块链中的初始块，它也被硬编码到程序中。上传到区块链的后续块始终会引用前面的块，并且包含完整的更新分类帐副本。

在PoS网络中，矿工不争夺添加块的权利。这些石块不是被开采出来的，而是经常被称为“铸造的”或“锻造的”

与电力区块链不同，PoS区块链不限制谁可以根据能源使用情况提议区块。尽管战俘区块链的能源需求很高，但像利害关系证明这样的新型共识机制消除了对采矿的需求。

与工作证明方案相比，标桩证明系统有几个优势，包括更高的能源效率，因为采矿区块不使用太多能源。此外，您不需要顶级技术来创建新数据块。利害关系证明导致网络具有更多的节点。

网络中的更多节点有助于开发治理规范，从而提供更强的抗集中化能力。在PoS系统中，这是通过更高程度的硬件独立性实现的。因此，利害关系证明经常被视为最不可能导致网络集中化的共识算法。

想要被考虑加入向PoS区块链添加区块的用户必须在一份独特的合同中持有或锁定特定数量的网络加密货币。他们被选为下一个区块生产商的几率取决于他们押注的加密资产数量。如果用户恶意行为，他们可能会因为他们的行为而失去他们的股份。

PoS可能包括并不总是使最富有的节点受益的其他决定因素，包括节点下注的时间长度，以及纯粹的随机化。PoS中的区块奖励是指区块链授予提交有效区块的人的网络费用，类似于PoW机制。

在PoS中，区块选择基于硬币所有权；因此，赌注服务是由交易所提供的，它允许用户代表他们对加密进行赌注，以换取更一致的回报。多个利益相关者可以加入一个赌注池来集中他们的计算资源，并最大化他们获得回报的机会。换句话说，他们在新区块的验证和确认期间集中他们的赌注力量，以最大化他们获得区块奖励的机会。

PoS的利与弊

PoS的优点

能源资源大量浪费的问题已在PoS中解决。此外，基于PoS的系统远比基于PoW的系统更具可扩展性，交易审批速度也更快。可伸缩性意味着通过改变系统的参数或改变其共识机制，系统可以获得比特定的当前系统更高的每秒事务数(TPS)。

PoS网络通过在构造块之前建立共识来实现可扩展性，这允许每秒处理数千个请求，延迟峰值不到一毫秒。

PoS的缺点

另一方面，利害关系证明有其自身的困难。例如，该网络仍受最重要的令牌持有者的支配。这为早期采用者和最有钱的人提供了更多的力量。

由于这个概念仍然相对较新，它可能有一些对加密团体来说还不明显的缺点。与工作证明不同，这种模式没有性能的跟踪记录。此外，提货凭证系统不会自动阻止分流。当一个区块链分裂时，一个验证者将在新分叉的区块链上收到他们的股份的副本

当验证者在分叉的两边签字，允许他们潜在地双倍花费他们的硬币并收取双倍的交易费作为回报时，就会出现“无风险”的困境。

工作证明与利益证明

从前面的解释中可以明显看出，两种协商一致机制都有优点和缺点。它们都有与上面列出的相同的基本目标，但是它们使用不同的方法来实现它。

什么时候应该使用电源或PoS？

共识机制对于区块链网络的分布式设计至关重要，因为它减少了负责验证事务的实体的集中化。为了保持区块链网络不变、不可信和分布式的特征，需要一个充分发挥作用的共识机制。

所需的共识类型取决于网络的需求。例如，网络中的防欺诈、安全和建立信任需要工作证明。由于PoW提供的保护，矿工(或独立的数据处理者)在交易中不会被误导。工作证明是一种保护加密资产交易历史的方法，同时也增加了随着时间的推移更改数据的难度。

参与节点证明工作已完成并提交的要求使其有资格向区块链添加新事务，从而保护任何恶意活动。

如果网络上有大量的区块链拷贝，PoW会帮助识别最合法的拷贝。最后，工作证明对于构建分布式时钟至关重要，分布式时钟允许矿工自由进入和退出网络，同时保持一致的运行速率。

类似地，网络性能和安全性是使用基于PoS的机制的重要结果。当每秒链上交易和实际网络转账结算需要高交易速度时，使用PoS。此外，验证者可能拥有大量的网络令牌，这在经济上激励他们保持链的安全。

然而，对于PoS和PoW的安全能力是否足以抵御威胁，还存在一些疑问。因此，一个称为空间证明的验证机制，或者创建(Chia项目)来安全地验证事务。Chia使用空间和时间一致性验证机制来解决困扰PoW和PoS区块链的一些集中化问题。