挖矿科普全面比较：PoW共识机制和POS共识机制的优点和缺点是什么？

网络上关于POW挖矿、POC挖矿,POS挖矿,POST挖矿等共识机制的讨论已经有许多，但这些分析大多不够全面。在碳链价值举办的线下沙龙活动中，杨光博士用一万三千余字，着重分析了POW与POS共识机制的原理、运行时遇到的问题，以及两者的优劣比较。【DDS分布式存储生态共识社区】小编收集相关资料，进行了一个总结归纳，本篇文章适合收藏并反复观看。

基于 PoW 和 PoS 机制的共识的比较。【pow挖矿与pos挖矿的区别】

一个是准入机制。即它到底是不是有许可的？投票是不是匿名的？参与的人数有没有限制？投票的形式是并行还是要通过广播的方式？还有一个投票结果确认的方式？投票的边际成本？

一个是安全性。我觉得最大的两个区别就是先有投票权，还是先有候选区块？投票行为和投票权利是不是绑定的？从这些角度上看，PoW 在安全性方面做得比较好。

但是，PoW 的投票结果需要等一个分支上累积的优势足够大才能确认，所以其实不是等一个块，他还要再等诚实的算力集中在这一块后面工作一段时间以后才能确认。因此 PoW 系统只能说通过一些优化把确认速度尽可能加快，但是很难做到像有的 PoS 那样秒级确认。

说到投票的边际成本，因为要有机器和电费，PoW 是没办法避免的。但其他的方面做得都比较好。相对的，PoS 在性能方面做得比较好，主要差在安全性上。【pos解锁挖矿 保证安全】就是因为它先决定了投票权，所以大家拿着这个投票权可以随便投。而且你投过一次票以后还可以拿着这个权利再投。至于 PoS 其他的一些问题，实际上我们用委员会或者用代理的权益证明都可以把那些问题减轻或者解决掉，只有投票权的问题很难解决。投票权和投票行为不绑定的问题是 PoS 的一个本质难题。

PoW 的缺点是确认慢，吞吐量一般会相对比较低一点。PoS 主要缺点是要考虑如何应对贿赂攻击、长程攻击、无利害攻击等各种攻击手段。为了应对这些攻击，PoS 的协议就要处理很多情况，【pos挖矿多久能挖出来】于是就会变得比较复杂。众所周知，越复杂的系统的安全性也越难保证，一方面是分析证明起来会更困难，另一方面是攻击者也更容易在复杂的系统找到漏洞。

还有一种现在可能用的还不是很多的方式是 PoW 和 PoS 混合在一起做共识。【pos pow混合挖矿计划】因为 PoW 的优点主要就是安全可靠，而 PoS 的优点是效率高，特别是确认快，而且能耗比较低。如果能把这两个的优点结合在一起，就有可能设计出一个更理想的共识协议。同时大家还可以考虑用 DAG 的方式而不是链的方式组织区块。因为 DAG 的方式不怕分叉，不需要过分限制出块速度，所以大家可以出块出得比较快，只要带宽能同步就可以。

当吞吐量做到带宽和网络容量的上限以后，如果要进一步的扩容，就需要从其他方面动脑筋了。【pos挖矿教程】一个比较简单的思路是采用第二层的扩容方案：每笔交易不要传到全网去验证，比如像sharding，一个交易只在 shard 内部局部地验证，这样的话就可以节省全网的带宽，提高整个系统吞吐量。闪电网络也用到了类似的逻辑。另外一种比较难的方式要用到一些“黑科技”，比如可验证计算、简短的零知识证明、概率可验证证明等等，这里不展开讲了。

但设计 PoW 和 PoS 混合的系统最难的一点是怎么样把两者的优势结合在一起，而不是把它们的劣势结合在一起。我听说过有一些设计是先用 PoW 的方式挖到一个票，然后用这个票去对候选区块进行投票。在我看来这种方式就不是很好，因为它放弃了 PoW 投票和投票权绑定的优势，安全性更接近于 PoS 系统。

如果能把 PoW 和 PoS 的优势结合起来，就有可能做到一个安全性又高，确认又快，吞吐量大，而且能耗还比较合理的系统。目前为止【DDS分布式存储生态共识社区】还没有看到特别好的解决方案，期待以后能出现这样一个完美的解决方案。

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本文来源：DDS分布式存储生态社区
原文标题：挖矿科普全面比较：PoW共识机制和POS共识机制的优点和缺点是什么？

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编译者/作者：DDS分布式存储生态

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