理解權益證明：正在改變區塊鏈的機制

執行摘要： 質押證明作爲現代區塊鏈網路中主導的共識機制而出現。與計算密集型方法不同，它通過參與者鎖定代幣來運作，顯著減少能源消耗。盡管在去中心化和可擴展性方面具有顯著優勢，但在較小市值網路中，仍面臨可達性挑戰和潛在脆弱性。

爲什麼權益證明現在很重要

區塊鏈已經發展。早期比特幣驗證交易的唯一方式是通過原始計算能力，而今天的現實完全不同。(權益證明，或者一些人稱之爲)股份證明，已成爲幾乎所有新發布區塊鏈的標準選擇。但理解其運作方式不再是學術上的好奇，而是在選擇您將操作的網路時的基本知識。

當你聽說以太坊、索拉納、波卡、雪崩或 BNB 鏈時，你在談論使用這種機制變體的網路。在某種程度上，參與現代加密生態系統幾乎是不可能的，而無需處理股權證明。

鑄造的工作原理

忘記挖礦。在權益證明中不談 “挖礦”，而是談 “鑄造” 區塊。這個過程比看起來要直接得多。

想象一個網路，您在其中放置一定數量的代幣作爲擔保。這種擔保(稱爲質押)，作爲您參與驗證過程的入場券。質押越大，您被選擇驗證下一個區塊的機會就越大。但這不是直接選擇 - 系統使用一組合成的僞隨機因素來決定。

網路主要使用兩個標準來篩選其驗證者。第一個是隨機區塊選擇，在這種選擇中，最小的哈希值與最大的質押相結合——這意味着即使是質押更多的人也可能不會被選擇。第二個是幣齡選擇，它考慮到你的代幣在網路中鎖定了多長時間。你的質押保持的時間越長，你累積的積分就越多。在驗證一個區塊後，你的計時器會重新歸零，避免了巨鯨完全主導。

當您的節點被選中時，您檢查區塊中的所有交易是否合法，簽署區塊並將其添加到區塊鏈中。作爲回報，您將獲得交易費用，並且在許多區塊鏈中，您還會獲得新的鑄造獎勵。如果想要停止，您的質押將被鎖定一段時間(lockup)，期間網路將檢查您是否添加了欺詐區塊。只有在此之後，您才能贖回所有內容。

機制背後的原理：了解選擇方法

每個區塊鏈實現了自己的版本，但所有區塊鏈共享相同的基本邏輯。驗證者的選擇不是純隨機的(，這將是不公平的)也不是完全確定性的(，這將允許預測)。

隨機區塊選擇使用一種公式，將最低的哈希值與最大數量的質押結合起來。由於所有人都可以看到公開的質押，其他節點能夠預測下一個"鑄造者"是誰——但這不是問題，而是一個特性。透明度增強了信任。

Coin Age Selection 的工作方式不同。將您鎖定的代幣天數乘以代幣數量。一個擁有 100 個代幣並鎖定 30 天的用戶積累的 “coin age” 比一個擁有 500 個代幣並鎖定 2 天的用戶更多。這鼓勵長期參與，並懲罰權力集中。

這兩種方法存在是因爲不同的區塊鏈有不同的需求。有些優先考慮極端去中心化，而另一些則重視穩定性。

誰在使用權益證明以及如何使用

幾乎所有在過去幾年發布的區塊鏈都採用了某種變體。列表很長：

• BNB Chain 和 BNB Smart Chain 實現了權益證明授權，這是一種結合了權威證明和參與的混合模式。
• Solana使用一種針對速度優化的獨特模型
• Avalanche 結合了多個層級和基於參與的共識
• Polkadot 開發了自己的系統，稱爲提名權益證明

以太坊呢？正在過渡中。合並標志着向以太坊2.0的轉變，完全從工作量證明遷移。

質押證明的實際收益

這項技術之所以徵服市場的原因很簡單：它在多個關鍵方面表現更佳。

能源效率 是最明顯的好處。您不需要強大的機器競爭來解決加密難題。參與的成本基本上是轉帳您的代幣的成本，而不是支付電費。與工作量證明相比，權益證明網路消耗的能量微乎其微。

真正的去中心化發生在更多人能夠參與的情況下。您不需要投資於昂貴的專業硬件。只需一臺普通計算機和足夠的代幣，您就可以進入遊戲。這減少了在大型礦業操作中的權力集中。盡管存在質押池，但單個驗證者被單獨選中的機會遠遠高於在工作量證明系統中的機會。

更好的可擴展性 自然而然地出現。沒有對特定物理機器的依賴，添加新的驗證者既便宜又簡單。沒有礦場或電力供應的限制來決定網路的實際限制。

通過激勵實現安全是這樣的：如果您處理了一筆欺詐交易並被發現，您將失去部分質押。如果損失超過您通過欺詐獲得的收益，就沒有嘗試的意義。攻擊者需要控制51%的流通代幣才能主導網路——這是一個在有價值的加密貨幣中天文數字的成本。這是通過數學而不是僅僅硬件來實現的保護。

仍然存在的問題

沒有什麼是完美的，權益證明也有其脆弱之處。

分叉在理論上更具風險。在工作量證明中，在一個分叉的兩個側面進行挖礦會浪費能源 - 這會抑制行爲。在權益證明中，成本微不足道，因此從技術上講，驗證者可以在兩個側面進行質押。在實踐中，經濟和社會激勵機制避免了這種情況，但理論風險依然存在。

可訪問性需要代幣 - 您必須擁有原生代幣才能參與。這意味着需要在交易所購買，進行初始投資。根據要求的最低金額，對某些人來說可能太昂貴。在理論的工作量證明中，您可以從便宜的設備開始。實際上，這也變得很昂貴，因此優勢是相對的。

51%攻擊在小型區塊鏈或價格大幅下跌的代幣中更爲常見。如果一個代幣從$100 跌至$1，購買51%全部流通量的成本將大幅減少。攻擊者將獲得控制權。在大市值網路中，這幾乎是不可能的。在低市值的投機性山寨幣中，這是真實的風險。

專業化的機制變體

參與證明就像一個平台 - 每個區塊鏈根據其目標進行適配。

委托權益證明 (DPoS) 允許您進行質押而無需成爲驗證者。您將您的代幣委托給您選擇的驗證者，獎勵將被共享。委托給某個驗證者的人越多，其被選中的機會就越大。驗證者通過提供更好的佣金和聲譽進行競爭。這是一個更具參與性和去中心化的系統。

提名權益證明 (NPoS)，由Polkadot開發，似乎相似，但增加了一條關鍵規則：如果您在一個惡意驗證者那裏進行質押，您也會失去您的代幣。這鼓勵謹慎選擇。提名者可以選擇最多16個驗證者，網路在它們之間平均分配質押。Polkadot還使用先進的博弈論來解決平局問題。

質押授權證明 (PoSA)，由BNB智能鏈使用，結合了授權證明和權益證明的元素。一個由21個活躍驗證者組成的組是合格的，選定標準是質押的BNB數量(自有或委托)。該組每天都會更換。這是一種混合模型，平衡了去中心化與效率。

權益證明與工作量證明：清晰比較

比較顯示每個都有權衡。沒有哪個是絕對的“更好”——只是更適合特定的上下文。

區塊鏈的近期未來

軌跡很清晰。大多數新的區塊鏈從上線開始就採用權益證明。現有網路在可能的時候進行遷移。以太坊完成了過渡。比特幣可能繼續作爲例外 - 這是爲數不多的保持工作量證明的大型網路之一。

參與證明並不完美，但其在效率、相對可訪問性和可擴展性方面的收益使其成爲事實標準。隨着技術的成熟，其專門變種將繼續發展，以適應不同的使用案例。對於從事加密的人來說，理解其運作方式已不再是可選的。