PoW和PoS共识机制是什么权益证明PoS对环境更友好

区块链的基本原理和能源误区

对区块链有一个常见的误解。所有区块链都是能源资源的巨大消耗，对气候变化有很大影响。事实上，消费取决于协议机制。并非所有区块链都是一样的，大多数区块链都非常高效。此外，这种比较往往会忘记考虑被中央化数据库取代的系统和消耗的能源。

今天最常见的两种共识机制是工作量证明(Proof-of-Work，以下简称PoW)和权益证明(Proof-of-Stake，以下简称PoS)。一般来说，PoS与PoW相比，能耗降低了约99%，这使PoS能够做出更环保的选择。概括地说：

工作量证明书及权益证明书

工作量证明(PoW)和权益证明(PoS)是两种主要的共识机制。

两者都允许计算机同意和保护网络状态，但实施方式截然不同

从根本上说，权益证明(PoS)对环境更友好。

工作量经过多年的测试，证明工作量证明(PoW)机制在提供安全性和集中化方面是有效的。工作量证明被认为是构建和维护链的最安全方法的良好记录。比特币和以太网区块链的状态就是证明。

一般来说，工作量证明机制致力于通过增加创建下一个块的预测难度来确保网络安全。换句话说，怀有恶意的个人或组织将很难插入欺诈块。在工作量证明中，大部分能源成本用于选择下一个块的作者是谁。

Mining保护PoW网络

区块链是一个非中心化的网络

这个过程是mining的。Miner的工作方式是，必须始终以比攻击者更快的速度为链提供安全性。实际上，为了超越恶意行为者，miner必须拥有高效的硬件。因为攻击者不仅可以使用，还需要具备更多的计算能力。这通常会增加能源消耗。毕竟，miner的计算机需要比攻击者花费更多的计算力来解决谜题，从而抑制网络中的恶意行为，从而确保网络安全。

权益证明与PoW不同，权益证明(PoS)一般不需要个人在计算能力的积累中竞争加入网络。相反，网络参与者必须以通过担保担保担保的资产作为担保，才能在链条上验证区块。

PoW集中使系统难以参与，而PoS集中使系统在经济上不利于参与。PoS越大，价值越高，攻击成本越高。

抵押保护PoS网络

担保机制因链而异，执行安全机制的规则也有不同的方式，本文不做说明。例如，要在以太坊的股权证明(PoS)中生产区块，必须抵押ETH，成为网络的验证者。硬件能耗中的PoS性能明显高于PoW(约99%)。

验证器的功能类似于miner(例如订单交易，在链中添加新块)，但不需要存储物理硬件。更重要的是，不要浪费很多计算力。这是因为网络的安全性与参与者的担保量密切相关，验证者遵守规则并受到激励。在某些情况下，如果他们不遵守规则，因验证者而绑定的资产会受到严厉的处罚，从而大幅减少(Slashing)。Slashing是指验证人和/或担保人失去部分担保资产的惩罚。波卡是使用这种共识机制的众多网络之一。

比较对环境的影响的PoW和PoS各有利弊，这往往比对环境的影响是否支持后者更大。随着互联网用户数量近年来的增加，这成为了一个更大的问题。

业内备受尊敬的科学杂志上发表的几篇文章讨论了BTC挖掘对环境的影响，预计长期mining将对地球造成严重后果。威廉莎士比亚，Northern Exposure，Northern Exposure)但是

幸运的是，当mining的环境影响变成广泛的学术界和媒体对区块链的主要批评点时，越来越多的新旧团队开始依赖PoS。以太坊基金会是目前正处于向PoS过渡最后阶段的团队之一，因此反对区块链的最重要争论将结束。这个团队的转变发生在一个非常重要的时刻，因为以太的PoW共识的能源消耗在过去两年里急剧增加，如下图所示。

以太正处于从PoW到PoS共识机制的转变过程中。

据估计，使用PoW每年花费约84.4 TAW小时，其中一个以太坊交易相当于YouTube上约2万小时的视频。

向PoS共识的转变将减少99%以上的能源消耗。

Digiconomist是从经济角度为数字项目和趋势创建指数的平台。学术界和媒体界经常提到的指数在这个平台上公布。该指数显示以太坊每年大约消耗84.4万亿小时(写这篇文章的时候)。此外，该平台预计以太坊交易的碳排放将相当于119.68千克二氧化碳，几乎相当于在YouTube上观看19，947小时的视频或265，252笔VISA交易。这些比较都是基于预测值进行的，但这些数字反映了PoW对环境的巨大影响。

通过查看PoW的Etherfang能源消耗指数，可以更好地理解PoW的环境影响是如何计算的。计算方法采用与比特币能耗指数相同的假设设计。作者们从mining收入中扣除电费，将剩余收入的等值美元按照每千瓦时平均价格转换为千瓦时。然后将结果乘以2。这是因为以太坊显示器使用图形卡(GPU)，Bitcoin miner使用专用集成电路(ASIC)。最终结果汇总在以下散点图中。以太坊的PoS系统每笔交易的相对能耗非常小，只有放大图表才能看到。

据以太坊基金会的研究小组称，一旦以太坊转为PoS，能源消耗将减少99%以上。由于没有能源使用量或未来验证者可用硬件的可靠数据，研究小组根据存入的唯一地址数和服务器数进行了估算。2021年5月，他们假设网络上有87，000名认证者，以太坊基金会根据抵押基础设施组提供的计算

权益证明(PoS)对环境更友好。基于上述论证，PoS比PoW对环境更友好。

此外，许多使用PoS的项目都在努力将碳排放归零。通过修改共识机制，不仅可以节约能源，还可以支持气候变化项目，抵消过去的碳排放。例如，Algorand不包括任何mining，而是使用支持解决环境污染问题的项目的纯股权证明(PPoS)。因此，该团队于2021年4月宣布区块链碳排放完全达到零。另一个例子是使用委托股权证书(DPoS)努力成为碳排放为零的Near，该团队也在支持抵消碳排放的项目。

开发者和作者是推动项目环保的主要驱动因素。特别是

作为对这一惊人的能源消耗和碳排放的反应，3000多名艺术家共同倡导了CleanNFTs(NFT由PoS制造)。区块链的开发者和用户不仅认识到PoW对环境的影响，而且有意识地努力实现技术碳中立，这一事实也很有希望。

我们在本文中比较了两种主要的现有共识机制。PoW在区块链技术上处于领先地位，但也受到了环境影响的指责。目前还没有关于地球能造成多大伤害的具体计算结果，但比起替代者PoS，PoW似乎对环境的影响更大。为了显示各共识机制中能源消耗的巨大差异，我们提供了以太坊和Moonbeam能源消耗的一些基本计算。因此，我们可以自信地说，PoW的能量消耗远远超过了微波卡的PoS(包括Moonbeam)。

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