从多链架构的角度出发，POW+POS 的殽杂机制有一个很大的优势就是，链上会呈现许多低耗能的 POS 节点，这些节点可觉得分片，侧链和子链处事，所以不消担忧子链在经济鼓励不足时呈现没有足够多节点为它处事的环境。在经济模子的设计上，也可以把 POW 和 POS 的出块嘉奖做成动态分派。在算力太多的环境下，就把 POW 出块嘉奖低落，POS 出块嘉奖提高，让 POS 的回报率更高。可是当算力太低影响安详性的时候，就把 POW 的嘉奖增加，这样就可以使得算力回升。假如能实现上面这两点，一条环保，高效，安详的新一代区块链公链就降生了。

我们可以探讨一下将来区块链有哪些方面还可以改造。当吞吐量做到带宽和网络容量的上限今后，假如要进一步的扩容，有如下几种方法。

区块链共鸣的目标是抉择出块权。事情量证明的根基思想就是用算力来抉择出块权。假如你能第一个解出 POW 的计较困难，你就可以出块。在每一个时间点，各人都在算题，然后在差不多的时间里，各人把题算出来，再把计较功效宣布出去。这其实就是一个投票的进程。宣布的块就是投的票。最后被选中的票，就是来自于谁人最快算出功效的矿机。至于没有宣布块的节点，相当于弃权了。事情量证明的一个最大利益，就是所投的票和投票权是绑定的。并且一旦投票乐成今后，纵然是投票者本人也修改不了投票的内容。因为一般在出块前，节点就已经打包好一个块，然后才对这个块做事情量证明，做完后顿时投出去。这个时候打包的块已经没有步伐修改了。

尚有一个思路是回收第二层的扩容方案：不消每笔生意业务都在全网上验证，可以回收分片（sharding），一个生意业务只需要在一个分片中局部验证即可；还可以回收侧链办理方案，生意业务在侧链中举办后，按期把功效写回主链即可；甚至还可以直接生成子链，在子链上回收差异共鸣，这样的架构更机动，对应用的支持更好。这些要领都可以节减全网的带宽，提高整个系统吞吐量。

尚有一个较量本质的问题，就是投票权的决按时间是早于生成候选区块的。POW 是先打包，再投票，最后抉择出块权。投出的票就不能改了。在 POS 里，抉择投票权和行使投票权是疏散的，没有绑定在一起。有区块以前，我们就知道谁有投票权了。所以拿到投票权今后，我可以随便地去投，这就意味着我可以选择的计策空间更大，整个博弈会变得更巨大。凡是来说，计策空间大对付安详性是欠好的，因为给进攻者留出了更大的操纵空间。进攻者假如操纵空间大，醒目的事儿就许多，想担保安详性也会变得更难。越巨大的系统的安详性越难担保，一方面是阐明证明起来会更坚苦，另一方面是进攻者也更容易在巨大的系统里找到裂痕。所以在 POS 系统内里，有许多种进攻方法，好比无好坏进攻、长程进攻等。

第三个利益：POS 较量环保，因为它不需要用算力做事情量证明。投票实际上就是做个签名，最多再做一些简朴的运算，比求解 POW 困难容易多了。所以 POS 节点硬件本钱很小，也不耗电。

前面提到，POS 共鸣的一个本质问题就是出块权由各人投票抉择的，所以在出块前各人就知道谁是出块节点，这样容易被进攻；而出块节点也可以选择各类打包计策将本身的好处最大化。那假如有一种机制，可以随机的发生一个节点，这个随机性是不行以被等闲预测到，但可以是各人很容易验证的，那就可以回收这样的方法来选举出块节点了。Algorand 就找到了这样一个发生随机节点的方法。这种要领其实就跟 POW 的方法很靠近了。各人都可以打包提交候选区块，但最后不是看谁最快算出题，而是通过一个真随机数，选出独一的下一个出块。

再来简朴先容几个有名的POS共鸣，主要相识他们的根基道理和各自的差别。

第二个利益：POS 的延迟可以做得很是低，确承认以很是快。在 POS 系统里，拿到一个生意业务就可以顿时打包，打包今后就可以广播，这个时间是不需要期待的，不像 POW，必需等至少做一次哈希运算的时间。实际上，POS 共鸣的延迟主要是受限于网络和参加投票的人数。网络越慢，投票的人越多，期待的时间也就越久。

可是，POS 也有本身的问题。

Casper是以太坊 2.0 将要回收的共鸣方法，Casper有了权益质押，有了投票机制，但此刻照旧一个 POW 和 POS 的殽杂体，未来要逐步成长成一个完全的 POS 协议。因为要对现有的基于 POW 的以太坊举办进级，它思量更多的是链的可用性而非最终一致性。Casper出块照旧会通过 POW，然后再由 POS 节点投票，投票的节点有点像是在打赌，可以随便投任何块，可是假如你没有投中最后被选中的块，会受处处罚，所以最后各人城市趋向投最长的链上的一个块。

从POW到POS看区块链共鸣的成长

这是跨链平台 Cosmos 回收的共鸣。可以做为相识 POS 的入门共鸣。Tendermint 每次由不牢靠的节点宣布新块，然后通过 PBFT 的方法让其他所有节点对区块举办投票验证。高出2/3的附和票就通过，并且是对区块的终极确认，不像 POW 还要等好几个块。但缺点就是，假如投票通不外，就要一直等着。详情还可以看我早期写的一篇简书博客：https://www.jianshu.com/p/52932431de06

回收分层的布局今后，一条链实际上就可以利用殽杂共鸣了。在一条多层架构的公链上，POW 安详靠得住，可以用来刊行通证，POS 效率高，确认快，且能耗低，可以用来做应用。著名公链 MOAC 其实就是回收了这样的共鸣。

第一个利益：矿工和持币者的念头是一致的。POS 的矿工都必需持币，在整个的生态情况里淘汰了一个不持币单靠呆板来挖矿的脚色。在 POW 的社区中，持币者、开拓者、以及矿工三方的好处不是完全一致的，常常会有斗嘴。到了POS 中，至少矿工和有钱人的好处更为一致了。在必然水平上斗嘴和分歧就淘汰了。

权益证明的优缺点

相对 POW，权益证明有哪些利益呢。

在去中心化机制中，我们需要选举谁认真打包，谁认真投票。有时候为了效率，各人会先选出一个较量小的委员会，然后由他们认真投票。这样的委员会凡是是随机选取的，并且为了公正性还要常常轮换。可能还可以用署理权益证明的 DPOS 机制，选取相对牢靠的委员会认真打包和投票。这样固然损失一些去中心化水平，可是可以大大提高效率。

POW 机制另一个被人诟病的点就是能耗出格高，不环保。因为哈希运算耗电。所以，要想让区块链支持大局限的商用，POW 需要改变。所以，就有了 POS。

Decred 是为数不多的一个已经殽杂利用了 POW 和 POS 共鸣机制的公链。也雷同于 Casper，每个块都是通过 POW 发生，可是需要通过 POS 投票确认。Decred 主要是从链上管理的角度出发选择的这种方法，然后让 POS 好处相关者成为区块链管理中的主导决定气力。只有通过投票才气对网络共鸣法则举办修改。Decred的出块速度并没有很高的晋升，并且因为POW 和 POS 挖矿收益比例牢靠，POW 的耗能挖矿也没有很好的受限制。

权益证明根基的思想是：独霸有的币做质押，来获取记账权和投票权。投票权和持币的数量是成正比的，，一币一票。钱越多，投票的权力就越大。

第一个就是通讯巨大度跟投票的人数相关，并且凡是是平方的干系。参加投票的人数越多，通讯越巨大，告竣共鸣需要的时间就越久。不外，此刻通过RBFT，BLS签名等技能，可以大大淘汰投票数量。这个问题根基上算是获得了很好的办理。

基于POW机制去做共鸣算法的最主要缺点就是延迟较量高，因为我们把生意业务打包到区块今后，还要完成一个事情量证明，这个区块才气称为候选区块。事情量证明的时间还不能设得出格短，不然容易分叉。于是，至少从打包好区块到做完区块的事情量证明这一段时间内，生意业务是能被确认的。

波卡也是一个跨链的平台，它的中继链回收的是 Nominated Proof of Stake，既 “提名权益证明”。参加者通过质押成为提名流，然后从提名流里选举出验证者，验证者再认真出块。验证者的数量可以节制，民主会合，这样效率会高许多。NPOS 跟 DPOS 很像，都是选出少数被选中节点出块，可是 DPOS 选出来的都是大财阀，需要做大量质押。NPOS 更民主，草根更容易参政，并且验证者轮换也更频繁。

事情量证明的时间为什么不能配置太短？因为在网络条件必然的环境下，广播速度是有限制的。假如出块速度配置得比广播速度快，使得节点在收到别人新出的块之前，本身就挖到了，这样就会呈现分叉。假如这个差距较量大的话，分叉就会出格多。分叉多会低落安详性。我们说比拟特币的进攻需要51%的算力。这个前提是各人都会合在同一条链上。大好人有49%，暴徒要有51%就能进攻。但假如然的呈现频繁分叉的环境，好比说我在分叉A上有30%的算力，在分叉B上有40%的算力。这个时候暴徒想把分叉B给回滚改到分叉A，只需要11%算力就可以。只要比全世界的厚道的算力最多的两个分叉之间的差稍微多一点，进攻者就可以让最长链在这两个上面分支上跳来跳去。大大低落安详性。

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