工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）是加密货币中最常见的共识机制，它们被主要加密货币采用以确保网络的安全性。PoW用于比特币网络中，验证交易并确保网络的安全性。它通过防止双重支付来保护区块链。参与者被称为矿工，他们通过计算能力竞争确认新区块的权利，并更新区块链。成功的矿工将获得网络奖励的BTC。截至2021年12月，矿工可以通过成功挖出一个比特币区块获得6.25个BTC加上交易费作为区块奖励。
PoW和PoS的主要区别在于它们决定谁来验证交易区块的方式。PoS是PoW最受欢迎的替代方案，旨在改善PoW的一些局限性，如可扩展性问题和能源消耗。在PoS中，参与者被称为验证者，他们不需要使用强大的硬件来竞争验证区块的机会。相反，他们需要质押（锁定）区块链的原生加密货币。网络会根据质押的加密货币数量选择一个获胜者，该获胜者将获得他们验证的区块中的一部分交易费作为奖励。质押的币量越多，被选中为验证者的机会就越大。
为了确保区块链上记录的交易有效，这些网络采用了不同的共识机制。工作量证明（PoW）是最古老的机制，由中本聪创建，被许多人认为是最安全的选择之一。权益证明（PoS）稍晚出现，但现在在大多数替代币项目中都能见到。
除了比特币，PoW还被其他主要加密货币如以太坊（ETH）和莱特币（LTC）使用。相比之下，PoS被币安币（BNB）、索拉纳（SOL）、卡尔达诺（ADA）等替代币使用。值得注意的是，以太坊计划在2022年从PoW转向PoS。
工作量证明（PoW）是比特币网络及其它许多加密货币采用的共识算法，用于防止双重支付。它由中本聪在2008年发布的比特币白皮书中引入。PoW决定了比特币区块链如何实现分布式共识。它用于以无需信任的方式验证点对点交易，不需要第三方中介。
在像比特币这样的PoW网络中，交易由矿工验证。矿工是使用大量资源来确保网络安全和正确运行的参与者。他们创建和验证交易区块。为了竞争验证下一个区块的权利，他们需要使用高度专业化的挖矿硬件来解决复杂的数学难题。第一个找到有效解的矿工，获得将他们的区块添加到区块链并获得区块奖励的权利。区块奖励由新生成的加密货币加上交易费组成。每个网络的区块奖励中加密货币的数量不同。例如，在比特币区块链上，成功的矿工可以从每个区块奖励中获得6.25个BTC加上费用（截至2021年12月）。然而，由于一种被称为减半的机制，每210,000个区块（约每四年）新生成的BTC数量会减少50%。
权益证明（PoS）是2011年引入的作为工作量证明的替代共识算法，旨在克服PoW网络的可扩展性限制。PoS是第二大受欢迎的算法，被加密货币如币安币（BNB）、索拉纳（SOL）和卡尔达诺（ADA）采用。虽然PoW和PoS的目标是区块链达成共识，但PoS在确定谁来验证交易区块的方式上有所不同。PoS区块链上没有矿工。PoS验证者依赖于他们的加密货币持有量，而不是依赖于强大的计算机来竞争区块验证权。
为了有资格验证区块，参与者需要在区块链上的特定智能合约中锁定一定数量的代币。这个过程被称为质押。PoS协议会指派一个参与者来验证下一个区块。根据网络的不同，这种选择可以随机进行，或者根据他们的持有量（质押量）来决定。选中的验证者可以从他们验证的区块中获得交易费作为奖励。通常，锁定的代币越多，被选中的机会就越高。
尽管两者都是确保区块链网络安全的共识机制，但它们之间存在一些差异。最主要的区别当然是PoW和PoS决定哪个参与者验证新交易的方式。为了更清楚地理解，我们来看一下下表：
| 谁可以挖矿/验证区块？ | 计算能力越高，挖到区块的概率就越高。 | 质押的代币越多，越有可能验证新区块。 |
| 区块如何被挖/验证？ | 矿工使用他们的计算资源竞争解决复杂的数学难题。 | 通常，算法会根据质押的代币数量随机决定胜者。 |
| 挖矿设备 | 专业挖矿硬件，如ASIC、CPU和GPU | 任何具有互联网连接的电脑或移动设备 |
| 奖励如何分配？ | 第一个挖到区块的人获得区块奖励 | 验证者可以从他们验证的区块中获得一部分交易费 |
| 网络如何被保护 | 哈希值越大，网络越安全 | 质押将加密货币锁定在区块链上以保护网络 |
权益证明的支持者认为，PoS在可扩展性和交易速度方面比PoW有优势。也有人说，与PoW相比，PoS对环境的危害较小。相反，许多PoW的支持者认为，作为一种较新的技术，PoS在网络安全性方面尚未证明其潜力。PoW网络需要大量资源（挖矿硬件、电力等），使得攻击成本更高。这对作为最大PoW区块链的比特币尤其适用。
如前所述，以太坊（ETH）预计将在以太坊2.0升级中从PoW转向PoS。以太坊2.0是期待已久的对以太坊网络的升级，旨在提高其性能并解决其可扩展性问题。在以太坊实施PoS后，任何拥有至少32个ETH的人都可以参与质押，成为验证者并获得奖励。为什么第二大市值的加密货币要采用新的共识机制呢？
在工作量证明区块链上，挖矿涉及使用计算能力来对区块数据进行哈希，直到找到有效的解决方案。对于今天的主要加密货币来说，解决方案变得越来越难以找到，而猜测大量哈希的过程在硬件和电力方面可能很昂贵。
因此，一些矿工倾向于将其挖矿资源集中到挖矿池中，以增加获得区块奖励的机会。一些大型挖矿池投资数百万美元并控制数千台ASIC挖矿硬件，以尽可能生成更多的哈希能力。截至2021年12月，前四大挖矿池共同控制着比特币总哈希能力的约50%。挖矿池的统治地位使得个人加密爱好者独立挖矿区块变得更加困难。
那么，挖矿的去中心化程度如何呢？一方面，网络上仍然没有单一实体能够控制确认。如果发生这种情况，可能会发生51%攻击，网络将失去其价值。有人可能会争辩说，虽然挖矿仍然是去中心化的，但它不再是高度去中心化的。某些地区、挖矿设备生产商和能源生产商仍然主导着挖矿，并降低了工作量证明区块链的整体去中心化程度。
权益证明共识机制采取了不同的方法，用质押替代了挖矿能力。这种机制降低了个人确认交易的门槛，减少了对位置、设备等因素的依赖。你的质押量仅由你持有的代币数量决定。
然而，大多数PoS网络需要你运行一个验证节点才能开始确认交易。这可能运行起来成本高昂，但不如几台挖矿设备那么高。用户然后在某些验证者后面质押他们的代币，给我们带来了与挖矿池类似的模型。因此，虽然权益证明对于普通用户来说更容易参与，但它仍然容易受到与挖矿池相同的集中化问题的影响。
除了集中化风险之外，事实是前四大挖矿池拥有比特币网络的大部分哈希能力，可能会增加51%攻击的风险。51%攻击指的是一个恶意行为者或组织通过控制超过50%的总网络哈希能力对区块链系统进行潜在攻击。攻击者可以覆盖区块链共识算法并实施恶意行为以自肥，如双重支付、拒绝或更改交易记录，或阻止其他人挖矿。然而，由于其网络规模，这在比特币上不太可能发生。
相比之下，如果有人要攻击一个PoS区块链，他们必须拥有网络上超过50%的代币。这将导致市场需求和代币价格上涨，可能花费数十亿美元。即使他们确实实施了51%攻击，他们质押的代币价值也会随着网络被破坏而大幅下降。因此，对于使用PoS共识的加密货币来说，尤其是大市值的加密货币，发生51%攻击的可能性不大。
许多人认为权益证明是工作量证明的更好替代方案，但值得注意的是，PoS算法也存在一些缺点。由于奖励分配机制，质押更多资产的验证者可以增加他们验证下一个区块的机会。验证者积累的代币越多，他们可以质押和赚取的代币就越多，有些人批评这会“让富人更富”。这些“更富有”的验证者还可以影响网络上的投票，因为PoS区块链通常授予验证者治理权。
另一个担忧是采用PoS的小市值加密货币的安全风险。如前所述，51%攻击不太可能发生在像ETH或BNB这样的流行加密货币上。然而，市值较低的数字资产更容易受到攻击。攻击者可能获得足够的代币以对抗其他验证者。他们可以通过经常被选为验证者来利用PoS系统。他们赚取的奖励可以用于进一步质押，并增加他们在下一轮中被选中的机会。
工作量证明和权益证明在加密生态系统中各有其地位，很难确定哪种共识协议效果更好。PoW可能因挖矿过程中产生的高碳排放而受到批评，但它已被证明是保护区块链网络的安全算法。然而，随着以太坊从PoW转向PoS，权益证明系统未来可能会被新项目更青睐。
