以太坊的pos機(jī)制

1、ETH礦機(jī)還能挖多久?不必為此焦慮

以太坊（ETH）是一種被認(rèn)為是“比特幣2.0版”的數(shù)字令牌。它使用不同于比特幣的區(qū)塊鏈技術(shù)“以太坊”。開發(fā)者需要以太坊來支持應(yīng)用的運(yùn)行。以太幣和其他數(shù)字貨幣一樣，可以在交易平臺上交易。

在以太坊網(wǎng)絡(luò)中，如果你想得到以太坊，你必須挖掘它。還有以太坊的開采能持續(xù)多久？是很多投資者關(guān)心的問題。我們知道以太坊2.0的到來給我們帶來了很多影響，那么以太坊還能礦嗎？

以太坊還能挖礦。為了彌補(bǔ)比特幣的不足，以太坊提出了一種新的共識機(jī)制，叫做POS。簡單來說，POS其實(shí)和它的字面意思是一樣的：股權(quán)和股權(quán)。持有以太坊越多，股權(quán)越多，股權(quán)越高。以太坊的POS是指你持有的硬幣越多，持有硬幣的時(shí)間越長，你的計(jì)算難度就越小，越容易挖礦。

2017年開始，以太坊提出升級到2.0，解決性能瓶頸問題。與普通大眾的認(rèn)知不同，ETH2.0要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)升級遠(yuǎn)不止簡單的將POW機(jī)制改為POS機(jī)制。我們現(xiàn)在看到的技術(shù)升級方向包括市場上其他公鏈正在密切研究的技術(shù)，如切片技術(shù)、分層技術(shù)、子鏈技術(shù)等。如果這些技術(shù)全部升級，相信以太坊可以解決性能瓶頸問題，吸引各類項(xiàng)目開發(fā)者進(jìn)行各種創(chuàng)新。

據(jù)世聯(lián)財(cái)經(jīng)（shilian.com）了解，目前，云計(jì)算挖掘是以太坊一種新的挖掘方式。其優(yōu)勢在于降低以太坊的挖礦門檻，讓更多的投資者參與其中，獲得更高的回報(bào)率?？偟膩碚f，以太坊采礦還是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

2、以太坊推出首個(gè)公共測試網(wǎng)用于全面升級至權(quán)益證明(PoS)

12月21日消息，以太坊核心開發(fā)人員 Tim Beiko 在Twitter上宣布，以太坊將推出第一個(gè)公開測試網(wǎng) Kintsugi Merge Testnet，用于全面升級到權(quán)益證明（PoS）。Tim Beiko 還表示，盡管客戶端開發(fā)和 UX 會不斷改進(jìn)，但鼓勵(lì)用戶盡早開始使用 Kintsugi，以便在合并后的環(huán)境中熟悉以太坊網(wǎng)絡(luò)。重大升級將由存入 32 ETH 的抵押者執(zhí)行。目前，230 萬個(gè)測試網(wǎng) ETH 已經(jīng)由相對 7.2萬名驗(yàn)證者存入新網(wǎng)絡(luò)，這表明社區(qū)已經(jīng)為“加密領(lǐng)域最大的升級”做好了充分準(zhǔn)備。 此外，根據(jù)報(bào)告，應(yīng)用程序開發(fā)人員不會有太大變化，僅與共識層或執(zhí)行層交互的工具也基本不受影響。

什么是權(quán)益證明？

權(quán)益證明是一種區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)達(dá)成共識的共識機(jī)制。

這將要求用戶抵押他們的以太幣從而成為網(wǎng)絡(luò)中合法的驗(yàn)證者。 驗(yàn)證者有著與礦工在 工作量證明（pow）中相同的職責(zé)：將交易排序和創(chuàng)建新的區(qū)塊，以便讓所有的節(jié)點(diǎn)就網(wǎng)路狀態(tài)達(dá)成一致。

權(quán)益證明相較于工作量證明系統(tǒng)有許多改進(jìn)：

1、提高能效——您不需要大量能源去挖掘區(qū)塊

2、門檻降低，硬件要求減少——您不需要優(yōu)秀的硬件從而獲得建立新區(qū)塊的機(jī)會

3、更強(qiáng)的去中心化——權(quán)益證明可以在網(wǎng)絡(luò)中提供更多的節(jié)點(diǎn)。

4、更有力的支持分片鏈——一個(gè)得以擴(kuò)展以太坊網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵升級

權(quán)益證明、權(quán)益質(zhì)押和驗(yàn)證者

權(quán)益證明是一種用于激勵(lì)驗(yàn)證者接受更多質(zhì)押的基本機(jī)制。 就以太幣而言，用戶需要質(zhì)押 32ETH 來獲得作為驗(yàn)證者的資格。 驗(yàn)證者被隨機(jī)選擇去創(chuàng)建區(qū)塊，并且負(fù)責(zé)檢查和確認(rèn)那些不是由他們創(chuàng)造的區(qū)塊。 一個(gè)用戶的權(quán)益也被用于激勵(lì)良好的驗(yàn)證者行為的一種方式。 例如，用戶可能會因?yàn)殡x線（驗(yàn)證失敗）而損失一部分權(quán)益， 或因故意勾結(jié)而損失他們的全部權(quán)益。

以太坊權(quán)益證明是如何運(yùn)作的？

與工作量證明不同的是，驗(yàn)證者不需要使用大量的計(jì)算能力，因?yàn)樗鼈兪请S機(jī)選擇的，相互間沒有競爭。 他們不需要開采區(qū)塊，他們只需要在被選中的時(shí)候創(chuàng)建區(qū)塊并且在沒有被選中的時(shí)候驗(yàn)證他人提交的區(qū)塊。 此驗(yàn)證被稱為證明。 你可以認(rèn)為證明是說“這個(gè)塊在我看來沒問題”。 驗(yàn)證者因提出新區(qū)塊和證明他們已經(jīng)看到的區(qū)塊而獲得獎勵(lì)。

如果你為惡意區(qū)塊提供證明，你就會失去你的股權(quán)。

權(quán)益證明和安全性

權(quán)益證明中仍然存在 51% 攻擊的威脅，但對于攻擊者來說攻擊成本越來越高。 要發(fā)起 51% 攻擊，你需要掌控 51% 以上的以太幣股權(quán)。 這不僅僅是一筆巨款，還很有可能導(dǎo)致以太幣貶值。 破壞你的貨幣價(jià)值的大部分權(quán)益是非常容易的。 當(dāng)然也有更強(qiáng)有力的激勵(lì)措施來保持網(wǎng)絡(luò)的安全和 健康 。

信標(biāo)鏈上的權(quán)益消減、踢出和其余懲罰、協(xié)調(diào)來防治其他惡意行為。 驗(yàn)證者還將負(fù)責(zé)記錄這些事件。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

權(quán)益質(zhì)押讓您更容易運(yùn)行一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 這不需要在硬件或能源方面進(jìn)行巨額投資。 如果你沒有足夠的 ETH 來進(jìn)行質(zhì)押，你可以加入質(zhì)押池。

權(quán)益質(zhì)押更加去中心化。 它允許更多人參與，并且更多的節(jié)點(diǎn)不意味著像挖礦一樣增加百分比的回報(bào)。

權(quán)益質(zhì)押可以保證安全的防護(hù)。 分片鏈允許以太坊同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)區(qū)塊，增加交易輸送量。 將以太坊網(wǎng)絡(luò)置于工作量證明系統(tǒng)內(nèi)，這會降低網(wǎng)絡(luò)被攻擊所需的算力。

缺點(diǎn)

與工作量證明相比，權(quán)益證明仍處于起步階段，并且沒有經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用的測試。

3、以太坊基金會:ETH將在未來幾個(gè)月轉(zhuǎn)向PoS 能源消耗至少減少99.95%_百 ...

長話短說：以太坊在合并完成后的能源消耗至少能減少99.95%。

以太坊將在接下里的幾個(gè)月完成向權(quán)益證明（PoS）共識機(jī)制的過渡，這帶來了無數(shù)種已被理論化的改進(jìn)。但既然信標(biāo)鏈（ Beacon chain）已經(jīng)運(yùn)行了幾個(gè)月的時(shí)間，我們實(shí)際上就可以深入研究具體的數(shù)字了。我們很高興 探索 的一個(gè)領(lǐng)域涉及新的能源使用估算，因?yàn)槲覀儗⒔Y(jié)束在共識上花費(fèi)一個(gè)國家所耗能源價(jià)值的過程。

截至目前，還沒有任何關(guān)于能源消耗（甚至使用什么硬件）的具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此下面是對以太坊未來能源消耗的粗略估算。

由于很多人都在運(yùn)行多個(gè)驗(yàn)證器，因此我決定使用可存款的獨(dú)立地址的數(shù)量，來作為今天有多少臺服務(wù)器的代理數(shù)。很多質(zhì)押者可以使用多個(gè) ETH 1.0地址，但這在很大程度上抵消了那些冗余設(shè)置。

在撰寫本文時(shí)，有來自16405個(gè)獨(dú)立地址的140592個(gè)驗(yàn)證器。顯然，這是由于交易所和staking質(zhì)押服務(wù)造成的偏差，因此移除它們會導(dǎo)致有87,897個(gè)驗(yàn)證器被假定是在家里質(zhì)押的。作為一個(gè)健全的檢查，這意味著平均每個(gè)家庭質(zhì)押者運(yùn)行了5.4個(gè)驗(yàn)證器，這對我來說似乎是一個(gè)合理的估計(jì)值。

能源要求

運(yùn)行一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)（BN）、5.4個(gè)驗(yàn)證器客戶端（VC）以及一個(gè)以太坊1.0全節(jié)點(diǎn)需要多少能量？以我的個(gè)人設(shè)置為基礎(chǔ)，大約是15瓦。Joe Clapis（Rocket Pool開發(fā)者）最近運(yùn)行了10個(gè)驗(yàn)證器客戶端（VC），1個(gè)Nimbus信標(biāo)節(jié)點(diǎn)（BN）以及1個(gè)10Ah USB電池組的Geth全節(jié)點(diǎn)，然后運(yùn)行了10個(gè)小時(shí)，這意味著這個(gè)設(shè)置平均為5瓦。而一般的投資人不太可能運(yùn)行這樣的優(yōu)化設(shè)置，所以我們?nèi)?00 瓦作為參考數(shù)。

將其與之前的87000個(gè)驗(yàn)證器相乘，就意味著家庭質(zhì)押者的消耗電量約為1.64兆瓦。估計(jì)托管質(zhì)押者所消耗的能源會更多一些，他們運(yùn)行了成千上萬個(gè)具有冗余和備份的驗(yàn)證器客戶端。

為了簡化計(jì)算，我們還假設(shè)他們每5.5個(gè)驗(yàn)證器使用100瓦。基于我所接觸過的基礎(chǔ)設(shè)施團(tuán)隊(duì)，這是一個(gè)粗略的高估值。真正的答案要少50倍左右（如果你是一個(gè)質(zhì)押托管團(tuán)隊(duì)，并且每個(gè)驗(yàn)證器消耗電量超過5瓦，我相信我可以為你提供幫助）。

因此，總的來說，采用權(quán)益證明（PoS）的以太坊網(wǎng)絡(luò)會消耗大約2.62兆瓦的電量。這不是一個(gè)國家的用電規(guī)模，也不是省甚至城市的用電規(guī)模，而大約是一個(gè)小鎮(zhèn)（約2100個(gè)美國家庭）的用電規(guī)模。

作為參考，當(dāng)前工作量證明（PoW）以太坊網(wǎng)絡(luò)所消耗的能量相當(dāng)于一個(gè)中等國家的能源，但這實(shí)際上是保持PoW鏈安全所必需的。顧名思義，PoW達(dá)成共識的基礎(chǔ)是哪個(gè)分叉在這方面做的“工作”最多。有兩種方法可以提高“工作”完成率，一是提高挖掘硬件的效率，二是同時(shí)使用更多的硬件。為了防止區(qū)塊鏈被成功攻擊，礦工必須比攻擊者更快的速度“工作”。由于攻擊者很可能擁有類似的硬件，礦工必須保持大量高效的硬件運(yùn)行，以防攻擊者挖出它們，所有這些硬件都會消耗大量的能量。

在PoW共識機(jī)制下， ETH 價(jià)格與算力正相關(guān)。因此，隨著價(jià)格的上漲，在均衡狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)消耗的電力也會隨之增加。而在PoS共識機(jī)制下，當(dāng) ETH 價(jià)格上漲時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的安全性也會提高（ ETH 的價(jià)值更高），但對能源的需求保持不變。

一些比較

據(jù)數(shù)字經(jīng)濟(jì)學(xué)者估計(jì) ，以太坊礦工目前每年要消耗44.49太瓦時(shí)的電量，這意味著，根據(jù)上述保守估計(jì)，PoS的能效提高了約2000倍，這反映了總能源使用量至少減少了99.95%。

如果每筆交易的能耗高于你的速度，則約為35Wh/tx（平均約60K gas/tx）或TV約20分鐘的耗電量。相比之下，以太坊PoW每筆交易使用相當(dāng)于一棟房子2.8天的能量，比特幣的每筆交易則消耗相當(dāng)于一棟房子38天的能量。

展望未來

盡管以太坊目前仍在使用PoW共識機(jī)制，但這種情況不會持續(xù)太久。在過去的幾周里，我們看到了第一批用于合并的測試網(wǎng)的出現(xiàn)（注：The Merge合并是以太坊從PoW切換到PoS時(shí)的名稱）。幾個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)正在加班加點(diǎn)地工作，以確保合并盡快到來，同時(shí)又不影響安全性。

擴(kuò)容解決方案（例如rollup和分片）將通過利用規(guī)?；?jīng)濟(jì)來幫助進(jìn)一步減少每次交易消耗的能量。

以太坊網(wǎng)絡(luò)超級耗電的日子屈指可數(shù)了，我希望這個(gè)行業(yè)的其他部分也是如此。

4、什么是pos算法和pos機(jī)制

pos是公鏈中的共識算法，作為pow的一種替換。pow是保證比特幣，當(dāng)前以太坊和許多區(qū)塊鏈安全的一種機(jī)制，但是pow算法在挖礦過程中，因?yàn)槠茐沫h(huán)境和浪費(fèi)電而受到指責(zé)，pos試圖通過一種不同的機(jī)制取代挖礦的概念，從而解決這些問題。

ps機(jī)制可以被描述成一種虛擬挖礦，鑒于pow主要依賴于計(jì)算硬件的稀缺性，來防止女巫攻擊。在pow中，一個(gè)用戶有可能用一千美元來買計(jì)算機(jī)，加入網(wǎng)絡(luò)來挖礦，產(chǎn)生新區(qū)塊，從而得到獎勵(lì)。在pos中，用戶可以拿到一千美元，買到等值的代幣，把這些代幣當(dāng)做押金放在pos機(jī)制之中，只要用戶就有機(jī)會產(chǎn)生，這樣用戶可以得到獎勵(lì)。

pos算法如下，存在一個(gè)持幣人的集合，他們把手中的代幣放入pos機(jī)制中，這樣他們就變成驗(yàn)證者。

5、以太坊轉(zhuǎn)pos后速度多快

以太坊轉(zhuǎn)pos后速度12秒一個(gè)區(qū)塊。以太坊出塊的速度是13-14秒一個(gè)區(qū)塊，采用POS機(jī)制之后，可以達(dá)到12秒一個(gè)區(qū)塊。以太坊合并就是從POW機(jī)制轉(zhuǎn)為POS機(jī)制，自此之后以太坊的能耗降低99%以上，運(yùn)行速率和轉(zhuǎn)賬費(fèi)率也會得到優(yōu)化，使用體驗(yàn)也會提升，為以太坊2.0這一終極目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

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