長話短說
PoS 是什麼意思？
PoS （Proof of Stake）權益證明是區塊鏈中常見的共識機制算法。在 PoS 中，節點的權益（通常是持有的虛擬貨幣的數量）決定了他們在區塊鏈中的權威和參與權。與 PoW 不同，PoS 機制不需要節點進行龐大的計算工作來解決複雜的數學問題，而是根據持有的貨幣數量來選擇下一個區塊的創建者。
可以這麼理解，PoS 機制下，節點質押的幣越多，質押的時間越久，就能獲得更多的獎勵。如果參與者不遵守協議規則或作弊，他們的質押的幣可能會被凍結或剝奪，以此激勵參與者遵守規則。
什麼是 PoW
PoW（Proof of Work）工作量證明是在區塊鏈中最常見的共識機制算法。這種算法要求節點（或礦工）使用算力來解決一個複雜的數學問題，以驗證交易並創建新的區塊。解決這個數學問題的節點將獲得相應的獎勵，最常見的獎勵就是虛擬貨幣。
解決數學難題不是 PoW 的真正目的，只是通過這個手段來佔據算力資源，當大多數節點都參與到工作量證明的運算中時，攻擊者進行攻擊的成本就會非常之高，於是區塊鏈的安全就得到了保護。
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共識機制是什麼？
共識機制是指在區塊鏈或分佈式系統中，用於確定交易或區塊的有效性和順序的一套規則或算法。它的主要目的是讓參與者就區塊鏈中發生的事件達成共識，以確保數據的一致性和可信度。
共識機制通常用於解決以下問題：
- 防止雙重花費：確保同一筆資產不會被同時用於多筆交易，也被稱為雙花攻擊、雙重支付。
- 順序和時間戳：確定交易或區塊的先後順序，以及確認它們的時間戳記。
- 建立節點信任：建立一個參與者能夠信任彼此的行為和數據的系統。
PoS 如何運作？
PoS 的運作方式可簡單歸類為如下 6 個步驟：
- 參與者質押權益：參與者需要將一定數量的虛擬貨幣質押（stake）在區塊鏈網絡中，作為他們參與共識的證明。
- 選擇區塊創建者：根據參與者押注的數量，共識算法將選擇下一個負責創建新區塊的節點，通常稱為 “鑄造者” 或 “驗證者”。
- 確定權益：選中的鑄造者將獲得權益，例如區塊獎勵和交易手續費。
- 驗證交易：鑄造者負責驗證新交易，確保它們的有效性和合法性，然後將它們打包到新區塊中。
- 隨機性和權益考量：共識算法會考慮參與者的押注數量來選擇下一個鑄造者，通常是根據權益數量的隨機算法，但也可能考慮其他因素，如參與時間長短。
- 惩罰機制：如果鑄造者不遵守協議規則或作弊，他們的權益可能會被削減或凍結，以激勵參與者遵守規則。
舉個例子
一家人的家族成員要決定誰有權力做出決策，那麼每個人就要 show 出自己的實力，最直接的就是拿錢出來。很顯然，如果你有更多的錢，那麼你在家族中的決策權力就更大。另外，家族成員的年齡和閱歷（質押時長）也是影響決策權力的重要因素。
PoS 對比 PoW
| 差異 | PoS | PoW |
|---|---|---|
| 意義 | 通過持有和鎖定代幣來獲得收益 | 通過解決難題來獲得收益 |
| 能源消耗 | 低 | 高 |
| 安全性 | 高（需要多數代幣的攻擊） | 高（需要多數計算能力的攻擊） |
| 去中心化 | 高 | 高 |
| 參與程度 | 只有持有代幣的節點能參與 | 所有節點都能參與挖礦 |
| 擴展性 | 較短的區塊時間和大小 | 較長的區塊時間和大小 |
| 環境友好 | 能源消耗低 | 能源消耗較高 |
| 投票權 | 按持有代幣數量分配 | 按計算能力分配 |
PoS 的優缺點是什麼？
PoS 的優點
- 節能環保：相較於 PoW，PoS 不需要大量的計算能力和能源消耗，因此能夠節省大量能源，對環境更友好。
- 安全性高：PoS 通常要求節點持有一定數量的虛擬貨幣，這意味著攻擊者必須擁有極大量的虛擬貨幣才能攻擊網絡，這樣的攻擊成本非常高，使得 PoS 網絡更加安全。
- 驗證快速：在 PoS 機制下，不需要進行龐大的計算工作，而是通過持有代幣來參與共識過程。這種驗證方式比 PoW 更高效，可以大大縮短達成共識所需的時間。
PoS 的缺點
- 通膨風險：當區塊鏈出現分叉，形成兩條鏈時，質押的代幣在兩條鏈上都能夠獲得利息。這可能導致代幣的供應量增加，進而影響區塊鏈的通膨情況。
- 中心化風險：當大量代幣集中在某一節點上時，可能會導致過於中心化現象，也就是某幾個節點過於強大，使區塊鏈失去原有的去中心化和信念。
- 資金風險：質押的代幣無法立即取回，如果幣價突然暴跌，持有者可能面臨賺了利息但損失本金的問題。這可能導致質押代幣的風險增加，使持有者承擔不可忽視的損失。
其他人也問了以下問題
目前使用 PoS 機制的幣有哪些？
目前使用 PoS 機制的虛擬貨幣，市值排名前十的為：
PoS 機制比 PoW 機制好嗎？
對於哪種共識機制更好這個問題，沒有一個絕對的答案。這取決於具體的應用場景和目標。
PoS 機制在能源效率和去中心化方面具有優勢，同時也能夠降低某些攻擊風險。然而，PoW 機制經過大量區塊鏈項目多年的實踐驗證，確保了區塊鏈網絡的安全性和可靠性，在虛擬貨幣領域佔有非常重要的地位。
目前，許多區塊鏈項目還是繼續在探索不同的共識機制，以滿足多樣的需求和應用常見。所以很難說誰比誰好。
參考資料
- Mckinsey - What is proof of stake?
- Ethereum - PROOF-OF-STAKE (POS)
- Investopedia - What Does Proof-of-Stake (PoS) Mean in Crypto?
