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區塊鏈的共識機制POW、POS、DPOS、POA

一:POW
  POW的全稱為Proof of Work,翻譯過來就是“工作證明”或者“工作量證明”。
  比特幣、狗狗幣和萊特幣等都是基於POW模式的數字貨幣。就是說挖礦獲得多少貨幣獎勵,取決於挖礦貢獻的有效工作,也就是說,礦機的效能越好、挖礦時間越長,所獲得的貨幣獎勵就越多。
工作量證明的重要意義在於:它迫使貨幣的產生,需要付出一定的工作量和成本,這就賦予了貨幣一定的商品屬性,使得自由市場這隻無形的手能夠通過“價格機制”自發地調節貨幣供應,保證了貨幣具有穩定的價值,從而使得貨幣能夠獲得人們的信任。
  POW擁有一個很好的特性:可脫離政治。從共識層面講,它的數學演算法簡單透明,並且完全去中心化;從理論上講,任何人都可以挖礦併產生區塊。
  但實際上FOW也有很大的缺陷,譬如對於比特幣而言,POW已經成了一個掏錢才能玩(pay-to-play)的模式,是一個只有能花費大量成本的人才會加入的盈利模式。
事實上挖礦的人具有長期的資本支出,以此來實現自己利益的大化。另外,POW非常不環保。
POW的收益取決於所擁有的算力(或者說礦機的先程序度等)。算力越高,分給使用者的記賬機會就越多,因此,算力越高挖礦時間越長,所獲得的比特幣就越多。這毫無疑問,會帶來長期的、激烈的裝置競爭。
比特幣礦機最貴的時候十幾萬元一臺,比特幣挖礦消耗的電力及其增速也非常驚人。
截至2014年1月,中國的比特幣算力不到1P,按照IT需要耗電1千瓦來計算,年耗電不到5000萬元。
中國在比特幣方面2016年達到17億元的耗電規模,2017年將增長到24億元。
另外,仇老師(微信:ABO7788)詳細研究後發現:到2020年,比特幣網路的耗電量可能會達到丹麥整個國家的耗電水平。


二:POS
  POS即權益證明或股權證明,全稱為Proof of Stake。
  2012年8月點點幣(PPCoin)的創世,首次實現了POS。
  權益證明模式就是一個根據所持有貨幣的量和時間,來發利息的一個模式。
在POS模式下有一個核心名詞——幣齡:每個幣每天產生1幣齡。
比如你持有100個幣,總共持有了30天(一個月),那麼,此時你的幣齡就為3000。這個時候,如果你發現了一個POS區塊,你的幣齡就會被清空為0。
你每被清空某個固定的幣齡,就會從區塊中獲得一定的獎勵(利息)—持幣有利息。
比如,首創POS模式的點點幣就是1%年利率,而且這樣的模式使得點點幣有一個與比特幣完全不同的特點:比特幣2100萬的總量是固定的,但點點幣沒有固定的總量,它會保持每年1%的通脹。
  當然,並不是說POW模式的幣就沒有通脹。比如,狗狗幣採用的是每年固定的通脹值(通脹百分比逐年遞減)的機制。
  在POS最大的問題是“富者更富”,在POS體系下,新獲得POS的能力受已持有POS的絕對限制。人們普遍認為它是一種不公平的模式。
  POS幣體系中必須先持有POS幣才能獲得利息,導致後來者主要依賴於向上家買幣,結果就形成金字塔結構。
如純POS未來幣(NXT),因為原始股權結構是寫入IPO的,而且第一次公開發行沒有增發公眾股,而是全部存量發行理論上講原始股東如果聯合起來控制價格是很容易的。
事實也是如此:其原始股東只有20多個,市場機制沒有均衡,賣單價格取決於大股東。


三:DPOS
  即授權股權證明(Delegated Proof-of-Stake)
  DPOS授權股權證明的過程為:股東可以影響區塊(block)由誰來產生。
股東如何去影響呢?
就是去給代表投票。得票最高的代表在預定的時間將所有合法的交易打包成區塊(block),並獲得系統獎勵。
DPOS的優勢在於更快的區塊確認和可擴充套件到VISA級別的每秒10000次支付或轉賬頻率。


四:POI
  POI(Proof of Importance),即重要性證明。
  POI演算法提供了一種分佈更為均勻的挖礦方法。人們既不需要使用更強勁的機器,也不需要持有更多的股份來獲取更多的獎勵。
只需要向整個經濟體證明自己的重要性來獲取區塊獎勵。這樣它也無須特殊的挖礦硬體,能執行在一個樹莓派裝置上,因此它省電環保,有助於解決讓人們頭疼的地球高碳排放帶來的溫室變暖問題。
很顯然,重要性證明可以解決比特幣生態中的大量資源浪費和挖礦裝置之間的競爭問題。
除此之外,在重要性證明方案下,有錢並不意味著重要,它更看中的是交易量、活躍度,以及和誰做的交易。
這些特性可以去除其他所有POS系統都擁有的弊端,即入讓富者更富這樣的迴圈。
  重要性證明機制演算法最重要的應用是新經幣NEM。
一個NEM使用者的重要性取決於他擁有多少數量的貨幣和他的錢包互動數量。
相比而言,其他數字貨幣並沒有考慮一個結點對網路所有的支援作用。
一些工作證明機制只需要一個結點擁有大量的數字貨幣去形成區塊,對於NEM而言,貨幣傳輸的數量同樣也是對網路的一項支援因素,這會鼓勵使用者不僅是持有NEM,而是積極在NEM系統內開展交易。
因此,在重要性證明幣種中,酬金是以一種精妙且平衡的方式決定併發送至使用者的。


五:POA
  POA(Proof of Assets),即資產證明。
Digix通過它的資產證明(POA)協議為實體資產代幣化和文件化提供了使用例項。
Digix資產證明(POA)認證過程在以太坊上記錄和提供一項資產的審計跟蹤,用以建立POA資產卡。
這些資產卡通過來自監管鏈參與者(即黃金供應商、託管商和審計商)的連續數字簽名獲得認證,數字”名進一步通過被提供和上傳到IPFS(星際檔案系統)所永久儲存起來的購買和儲存收據證明所確認。


六:POB
  POB(Proof of Burn),即燒燬證明
  建立新區塊的人必須為建立新的貨幣支付費用。這些費用將按照預先規空的比例或者演算法轉換為新的貨幣。
合約幣(XCP)就是通過燒燬比特幣而產生。


七:數字貨幣演算法還有
  購買證明(Proof-of-Purchase)
  時間證明(Proof-of-Time)
  身份證明(Proofof-Identity)
  混合證明(Combining Proofs)等,就不一一詳細說明。

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