區塊鏈:深度 | PoS共識機制及設計哲學

導讀

采用PoS共識的區塊鏈項目從數量和市值規模上看，落后于采用PoW類共識的項目。為什么在已有成熟理論的基礎上，新的PoS項目進展仍然不及預期？PoS共識是否有足夠的優勢能夠讓人們接受它并在區塊鏈共識領域占有一席之地？“權益經濟”是否是區塊鏈未來新的發展方向？

摘要

基于PoS共識的區塊鏈網絡中，所有成為“驗證者”的節點都能夠獲得生產區塊的權利，其概率取決于其擁有的“權益”多少。相比工作量證明，PoS共識的優勢包括減少能源消耗、保障安全性、以及降低中心化風險。

早期的PoS共識面臨著“無利害關系”危機，區塊鏈容易分叉。“執劍人”機制通過加入對不誠實節點的懲罰措施解決以往PoS共識的無利害關系攻擊。移動檢查點和上下文感知機制能夠預防針對PoS共識的“長程攻擊”。

根據權益在共識經濟模型中扮演的角色以及重要程度的不同，我們可以將PoS共識分為純PoS共識、混合型PoS共識、DPoS以及僅有權益的概念四種，一般只將前兩種作為PoS共識討論。PoS代表的“權益經濟”是一個與PoW共識不同的經濟體系，一般采用通脹的經濟模型，只有抵押通證參與網絡共識過程才能獲得利息收益。由于通脹的存在，“持幣待漲”的守財奴策略不再適用于新型PoS共識，全體持有者都必須參與網絡共識過程，在此需求基礎上將有更多的金融應用場景出現。

我們還可以從經濟角度分析PoS網絡的安全性。在初始分配合理的情況下PoS能夠保證不低于工作量證明的"經濟學"安全性。但PoS經濟模式同樣沒能解決壟斷與中心化的問題。

長遠來看，以PoS共識為基礎的區塊鏈網絡將發展到與PoW共識區塊鏈同等的規模。

風險提示：中心化風險、技術進展不及預期、市場波動風險。

目錄

1??權益證明，一段簡史

2??權益證明的安全“執劍人”

2.1??區塊鏈世界的“公地悲劇”

2.2??“執劍人”機制

2.3??新的問題——“長程攻擊”

3??權益經濟——PoS共識的經濟理念

3.1??PoS共識種類

3.2??全體持有人參與共識的網絡

3.3??從經濟角度“量化”PoS的安全性

3.4??壟斷與卡特爾組織

3.5??目前主流PoS算法簡介

4??PoS的現在與未來

正文

2012年，ScottNadal和SunnyKing在一篇論文中提出PoS權益證明，是一種中本聰工作量證明的替代共識。首個將PoS概念融入到共識機制中的Peercoin于同年上線。隨后的幾年里，一些大型區塊鏈項目例如Ethereum、Cosmos都提出了各自的PoS解決方案。但七年后的今天，主網采用PoS共識的區塊鏈項目從數量和市值規模上看，均落后于采用PoW類共識的項目。為什么在已有成熟理論的基礎上，新的PoS項目進展仍然不及預期？PoS共識是否有足夠的優勢能夠讓人們接受它并在區塊鏈共識領域占有一席之地？“權益經濟”是否是區塊鏈未來新的發展方向？

微機科技崔傳榮：未來能源管理或將與數字貨幣深度結合:在今晚由嘉楠區塊鏈主辦，金色財經獨家支持直播的2020礦業新勢力AMA上，微機科技運營總監崔傳榮發言指出：減產長期肯定是有利于整體幣價的，但是減半發生的時機，最終漲幅由于金融工具和商業模式的變化，越來越難以預測。

整個幣圈市值已經到達萬億市值，而且行業的從業人員整體都比較年輕和富有冒險性，一定會存在許多新機會，實際上整個礦機芯片賽道就是礦幣的新生態。

另外，礦幣引發人們對電力的追逐和深度思考，重構人們對能源的思考維度，未來能源管理也可能會和數字貨幣深度結合。[2020/2/28]

1權益證明，一段簡史

在基于PoS共識的區塊鏈網絡中，節點不再通過算力競爭記賬權，獲得記賬權的概率取決于其擁有的權益多少。這里的“權益”可以是節點持有的通證數量，也可以是關于通證數量的一個函數。例如下面提到的Peercoin提出的“幣齡”概念，節點持有通證的時間越長，累計的幣齡也越多。相比工作量證明，PoS共識的優勢包括減少能源消耗、保障安全性、以及降低中心化風險。

縱觀PoS歷史，可以將PoS的發展大致劃分為三個階段。

第一階段是以Peercoin為代表的PoWPoS混合共識。但是這類早期的混合共識仍然需要參與區塊生產的節點進行一定量的哈希值計算，即以類似工作量的方式生產區塊，只不過各節點通過計算尋找出合法區塊的概率與節點持有的權益相關，即根據權益選擇生產者，并且采用基于權益的激勵方式。Peercoin并沒有完全實現“降低能耗”的目標。

第二階段是以Nextcoin為代表的純PoS共識。這類PoS共識機制不需要或只需節點進行少量的哈希值計算，而采用分布式的、可驗證的隨機數生成函數來選擇區塊生產者，激勵方式仍然與節點持有的權益相關。這類PoS共識相比工作量證明耗費更少的能源，但仍然有一個危及網絡安全的隱患沒有徹底解決——NothingatStake攻擊。

第三階段是以以太坊Casper為代表的新型PoS共識。這類共識通常將PoS作為共識算法的一部分：以PoW的方式生產區塊，每間隔一定數量的區塊以PoS方式確認共識的最終性；或是以PoS的方式生產區塊，使用BFT類算法進行區塊驗證。這類PoS共識不以采用的具體算法為劃分依據，它們的共同點是實行“權益經濟”，節點能夠通過參與網絡共識，根據持有權益的比例獲取區塊獎勵。不同于早期的PoS，這類共識通過加入對不誠實節點的經濟懲罰，解決了“無利害關系”問題，增強了PoS共識的安全性。

除此之外，以BitShares、EOS為代表的“委托”類共識也被公眾熟知。但這類共識中，權益僅僅體現在投票選舉“超級節點”上，而與經濟模型、激勵懲罰無關，因此一般不作為PoS共識討論。

根據區塊鏈生產的過程可以將PoS共識分為以下兩類：

動態 | TopChain深度布局斯里蘭卡戰略資源產業:據悉，拓撲鏈TopChain于前不久赴斯里蘭卡與當地政府展開會談并達成國家戰略資源開發合作意向。本次會談中，雙方圍繞斯里蘭卡當地寶石礦產開發、房地產及特色農業等重要產業進行了合作方案討論，旨在通過拓撲鏈TOPC深度打開礦產、房產和農 業市場，面向亞洲地區廣泛招商引資。作為該國新任總統戈塔巴雅·拉賈帕克薩的朋友及重要合作伙伴，拓撲鏈創始人焦光明曾多次參與斯里蘭卡國際貿易合作和戰略資源開發，他表示TopChain將 持續推進雙方各領域的密切協作使TOPC成為上述產業投資憑證，實現取長補短、多方共贏。[2020/2/16]

基于“鏈”的PoS。類似BTCPoW生產區塊的原理，算法每隔一定的時間內根據節點持有的權益隨機選擇一個節點負責生產區塊，這個區塊必須附加在一個合法區塊之后，當分叉產生時，通過共識算法規定的規則選擇一條鏈作為共識鏈。

“拜占庭”類PoS。算法每隔一定的時間內根據節點持有的權益隨機選擇節點發布一個區塊，但這個區塊是否合法、能被附加到共識鏈之后需要得到一定比例的驗證者投票確認。

2權益證明的安全“執劍人”

與PoW共識中的算力競爭，即通過引入稀缺的外部資源，并以通證對節點付出的算力予以獎勵來保證區塊鏈網絡的安全性的模式不同，PoS希望依托區塊鏈經濟體系內生力量來解決安全性問題。PoS共識按“權益”分配區塊記賬權與網絡獎勵，并通過一系列創新性的解決方案保證共識的安全性，并在此基礎上開創了區塊鏈世界獨特的“權益經濟”。

2.1????區塊鏈世界的“公地悲劇”

早期的PoS共識面臨著容易產生分叉的危機。哈丁教授在《公地悲劇》一文中描述了這樣一個故事：一些牧羊人在一片公共的草原上放牧，由于草原的資源是有限的，因此當羊群數量超過草原能承載的最大數量后，羊群的總產值會下降。考慮一個簡單的由兩名牧羊人構成的模型，假設草原合理的放牧量為兩只，兩名牧羊人各有一只羊，此時每只羊的產值為1個單位，每增加一只羊，羊群的總產值會有所下降。

每個牧羊人面臨兩個選擇：增加一只羊或是維持現狀。如果牧羊人是理性的，那增加一只羊將是兩種情況下的最優策略，然而當兩名牧羊人都選擇放牧時，草原的總產值下降了。“公地悲劇”給人們的啟示是，個體對公共資源無節制的開發利用會導致整體利益的受損。

早期的PoS共識同樣面臨著類似的難題，即“理性分叉”。在以“鏈”為基礎的區塊鏈網絡中，當節點發現同樣高度的兩個區塊，即網絡出現分叉時，節點面臨兩個選擇：一、根據共識規則，選擇其中的一個節點作為主鏈，在此基礎上生產新區塊；二、在兩條分叉鏈上同時生產新區塊。

區塊鏈作為一種無形的技術，承載的生態是其價值重要的一部分。在“公地悲劇”的例子中，被濫用的草原資源是有限的，雖然區塊鏈生態仍在飛速發展中，但無限制分叉勢必會造成區塊鏈開發人員、社區、生態系統的割裂，分叉鏈之間的競爭相對沒有分叉來說會降低它們的總體價值。

聲音 | 中國銀行前行長：區塊鏈等技術的深度融合將建立新的數字信任機制:在10月27日北京通州舉辦的“2019全球財富管理論壇”上，中國銀行前行長、中國互聯網金融協會區塊鏈工作組組長、第十二屆全國人大財經委員李禮輝表示，大數據、區塊鏈等技術將提供分布式、低成本、可認證的技術平臺，建立數字信任機制。區塊鏈與人工智能技術的深度融合正在建設新的數字信任機制，提高財富管理金融的效率。（億歐金融）[2019/10/27]

在PoW共識區塊鏈中，這樣的選擇其實是不成立的。節點擁有的算力是固定的，如果節點分配一部分算力在分叉鏈上挖礦，那么首先要承擔該分叉鏈最終不具有任何價值的風險，節點會損失因為在分叉鏈上挖礦而在主鏈上減少的收益。如果該分叉鏈價值得到認可，那么其他理性的節點會迅速將算力切換到分叉鏈上，從而達到兩條鏈上單位算力收益的平衡。如果節點的算力占全網算力的比例沒有變化，那么它并不能因此獲取超額收益。一個理性節點的選擇是在最有可能成為主鏈的鏈上繼續挖礦。

而PoS共識下，分叉鏈在分叉高度之前的區塊與原鏈完全相同，因此節點在分叉鏈上也擁有相同數量的通證。從而有相應的權益能夠在分叉鏈上繼續生產區塊，兩條鏈上的挖礦互不影響，因此理性的節點會默許分叉鏈的存在。

有一種觀點認為，通證的持有者如果可以預見到這種分裂帶來的危害，會為了維護自己的利益而拒絕在分叉鏈上生產區塊的行為。但事實上，群體中的大部分個體都是短視的，如果沒有其他的規則加以限制，很少有節點會放棄分叉鏈上的權益。這又被稱為“無利害攻擊”。

2.2??“執劍人”機制

以太坊Casper共識應用了“執劍人”機制，在共識機制中引入懲罰措施，解決以往PoS共識的公共地悲劇。該協議的核心內容是，參與區塊生產的節點需要抵押一定的保證金，并規定一系列的懲罰條件。當發現節點采取了懲罰條件中列出的行動之后，節點抵押的保證金將被沒收，并收回驗證者權利。會被懲罰的行為通常包括同時在兩條鏈上生產區塊、沒有在最新高度上生產區塊等惡意行為。對表現出可能的惡意行為的節點進行經濟制裁，改變了節點在可能出現分叉鏈時挖與不挖兩種選擇的預期收益，只要節點挖分叉鏈，或者發動攻擊行為能獲得的預期收益小于其抵押的保證金，那么理性節點的選擇將是遵守規則，做一個誠實的節點，從而化解了無利害關系攻擊。

科幻小說《三體》中的“執劍人”在當三體艦隊對地球發動攻擊時發送三體星系坐標，毀滅三體星系與太陽系，是地球制約三體攻擊者的關鍵力量。新一代PoS共識中的“執劍人”機制也是制約潛在攻擊者的利器，通過規定合理的懲罰條件與抵押金額，能夠有效增強共識機制抵御各類網絡攻擊的能力。

2.3??新的問題——“長程攻擊”

基于鏈的PoS共識在如何確定共識的最終性上更加復雜。PoS拋棄了“以累計工作量最大的鏈作為主鏈”的概念，在節點可以自由加入或退出的PoS網絡中，抵押金的變動是動態的，驗證者需要獲取最新的其他驗證者信息，才能判斷哪些區塊是真正有效的。不同于PoW網絡判斷區塊是否合法僅僅依賴幾個客觀的信息：交易合法性、區塊頭哈希是否滿足要求，判斷主鏈采用確定的最長鏈原則，PoS還需要考慮“長程攻擊”的可能性。

動態 | 華為發布區塊鏈聯合征信等解決方案 深度布局金融服務數字化:據中金在線消息，在近日舉行的2019華為全球金融峰會上，華為發布了5G智慧銀行、虛擬銀行、區塊鏈聯合征信、商品交易所動產質押、AI金融等系列解決方案，深度布局金融服務數字化。[2019/4/26]

“長程攻擊”是PoS共識中威脅最大的攻擊形式，當一個節點收回了他的抵押金時，雖然它不再擁有驗證以后的區塊的權利，但是仍然可以對收回抵押之前的區塊進行回滾，并且由于它不再會受到沒收押金懲罰，因此攻擊者能夠通過賄賂這些節點，收集足夠的“幽靈”抵押金，重新構造一條足夠長的攻擊鏈，嘗試替換這些節點在作為驗證者期間曾經驗證過的區塊。

一種解決策略是移動檢查點。即每隔一定的區塊間隔設置檢查點，只有檢查點之后的區塊可能會被重組。檢查點的間隔一般少于要求的最短抵押金抵押時間，從而保證有充足可能性的區塊都是由還有繳納了抵押金的節點驗證的。另一種解決策略是“上下文感知交易”。在構造一筆交易時，在交易中記錄前一個或前幾個區塊的哈希值，這樣就能將一筆交易和特定的區塊分支聯系起來，在分叉鏈上偽造交易就變得困難。

3權益經濟——PoS共識的經濟理念

3.1?PoS共識種類

根據權益在共識經濟模型扮演的角色不同，我們可以將PoS再細分為以上幾類。

在后兩種共識機制中，權益在共識過程中沒有起到決定性作用，因此一般不將其作為PoS共識討論。它們與前兩種PoS共識的區別在于網絡的經濟激勵是否按照節點擁有的權益多少進行分配。一些PoS共識雖然也是通過投票選舉出有限數量的驗證者參與共識過程，但這種選舉是通過智能合約將通證“委托”給驗證者實現的。驗證者對委托的通證不具有使用權，并且驗證者獲得的區塊獎勵按通證數量分配給其所有者。而DPoS共識中，區塊獎勵僅分配給超級節點以及一定數量的候選人節點。

純粹PoS和混合型PoS共識的區別在于選擇驗證人的過程是否與其持有的權益相關。對應PoW共識中選擇區塊生產者的概率與其算力相關。混合型PoS共識一般通過PoS為區塊鏈提供"最終性"檢驗，而區塊的生產、驗證者的選擇通過其他方式完成。如果節點取得記賬權的概率與它抵押的權益相關，那么可以認為此類共識是純PoS共識。

這樣定義的純PoS并不是不能包含其他的共識算法，事實上大部分PoS共識都使用BFT類算法完成對區塊的投票。例如，Tendermint的基礎算法是PoSpBFT，ProofofActivity的基礎算法是PoSPoW，CasperFFG的基礎算法是PoWPoSBFT，PoS未來的發展趨勢也將是混合型共識。

3.2??全體持有人參與共識的網絡

PoS共識可以概括為：權益持有者將通證投給他們認為合法的區塊，并愿意承擔因被發現作弊行為而失去抵押的保證金風險。在一個區塊鏈經濟系統中，通證的持有者大致可分為以下幾種類型：個人投資者、機構投資者、基金會以及項目開發者。這些通證持有者儲存通證的方式包括：個人保管私鑰、交易所以及托管機構。在傳統的PoS共識中，只需要持有通證就可以自動獲得利息收入，因此個人、機構投資者通常不愿鎖定自己的通證參與共識過程，造成網絡安全性偏低。

聲音 | 李少平解讀最高法“五五改革綱要”： 要推動區塊鏈存證等科技創新手段深度運用:據中國之聲《央廣新聞》消息，《最高人民法院關于深化人民法院司法體制綜合配套改革的意見》，即《人民法院第五個五年改革綱要（2019—2023）》今日發布。最高人民法院副院長李少平在對該文件進行解讀時表示，“五五改革綱要”在前期工作基礎上，提出要構建中國特色社會主義現代化智慧法院應用體系，不斷破解改革難題、提升司法效能。其中，要推動語音識別、圖文識別、語義識別、智能輔助辦案、區塊鏈存證、常見糾紛網上數據一體化處理等科技創新手段深度運用。[2019/2/27]

在加入懲罰機制的PoS共識中，只有抵押通證參與網絡共識過程才能獲得利息收益。由于通脹的存在，“持幣待漲”的守財奴策略不再適用于新型PoS共識，全體持有者都必須參與共識過程以獲取區塊獎勵。懲罰機制的存在使運行專業的共識節點所需的成本大大提升，個人投資者難以承擔開支。

如果PoS網絡不支持類似委托功能的智能合約，那么就會產生專業化的代為驗證的機構。個人投資者委托專業的驗證者節點代為抵押通證，并支付一定的管理費用，獲得利息收入。而適合開展這項業務的網絡經濟參與者包括數字通證交易所、錢包等，Coinbase目前已計劃實施為Tezos用戶提供權益抵押服務，并估計投資者的年被動收益約為8%，Coinbase再從中收取20%的管理費。

個人投資者如果參與新型PoS權益經濟，以下風險是值得深入考慮的：抵押通證承擔的機會成本、預期收益率、委托抵押機構的專業能力與傭金收取、自建驗證節點所需的專業知識和成本。

新型PoS共識鼓勵全體通證持有者參與到共識過程中，維護網絡安全性，這種安全性與PoW相比有一些不同之處。

3.3????從經濟角度“量化”PoS的安全性

區塊鏈網絡的安全性是其一切應用、性能指標的基礎，引入了“執劍人”機制的PoS共識應當能夠提供與PoW相當的安全性。安全性與共識機制容錯能力概念略有區別，共識的容錯能力通常是通過算法推導出的理論值，而網絡安全性還受到網絡實際運行情況、經濟模型、節點規模等一系列因素的影響，我們希望尋找一個能夠量化的指標來衡量區塊鏈網絡的安全性。

從經濟效益的角度考慮，如果攻擊一個系統能夠獲得的收益高于為了攻擊它付出的代價，那么類似的攻擊是值得嘗試的。相反，如果攻擊一個系統付出的代價高于能夠獲得的收益，對于攻擊者來說是不合算的，這樣的系統是“經濟學安全”的。例如美墨的邊境墻，美墨邊境地區的貿易、非法偷渡、甚至人口販賣都能夠帶來暴利，相對地突破邊境墻所需的成本就不值一提了，因此“邊境墻”是一個經濟學不安全的例子。

現代密碼學就是一個能夠保證個人數據“經濟學安全”的應用的例子。即使是日常生活中應用較多的對稱式加密，如果不考慮網站數據庫泄漏、明文存儲密碼等人為因素，其安全性也是非常高的。試圖破解一個普通用戶的密碼，花費的成本往往高過用戶賬戶本身的價值，區塊鏈所基于的非對稱加密技術更是能夠抵抗目前全世界所有計算機的計算能力攻擊。

在PoW共識中，網絡的安全性依靠足夠的算力保證，而節點只有在有足夠經濟激勵，即運行節點的邊際成本小于邊際收益的情況下，才會參與到挖礦當中。由于PoW網絡不存在對惡意節點的懲罰措施，惡意節點承擔的最大損失就是可能的區塊獎勵。如果攻擊者發動51%攻擊，那么它需要掌握至少51%的算力，并且如果攻擊者希望回滾N個區塊之前的交易，假設攻擊者擁有全網60%的算力，那么只需要再過3N個區塊高度，他就可以挖出一條比原鏈更長的攻擊鏈，那么他的攻擊成本約為3N個區塊總獎勵的60%。因此PoW網絡的攻擊成本是可以量化的，我們可以通過全網算力、算力租賃價格、結合礦機制造成本、網絡難度增長率等參數估算出網絡的安全度。

在包含Slasher協議的PoS共識中，惡意節點發起攻擊行動不僅會損失可能的利息收入，還會損失抵押的保證金。一個區塊得到N%確認的含義是：如果該區塊沒有成為最終的共識，那么驗證者共計要損失全網抵押金總量的N%。假設在PoS共識區塊鏈中，攻擊者希望發動類似的攻擊，那么他需要抵押一定比例的通證，該比例因具體的共識算法而異。在以“鏈”為基礎的PoS共識中，一般需要抵押通證總量的51%以發動類似攻擊，付出的攻擊成本就是同等數量的通證，以及占比較小的損失的利息收入。

要獲取51%的流通通證同樣存在難度。一方面如果通過二級市場購買通證，那么大規模的收購勢必會推動價格的上漲，增加攻擊者的攻擊成本；另一方面已經有相當規模的通證處于抵押鎖定期。Cosmos已抵押的通證數量為7390萬枚，占總供給的39%；Tezos已抵押的通證數量為5.3億枚，占總供給的81%；Decred已抵押的通證數量為455萬枚，占總供給的48%。如果通證的初始分配合理，那么單個攻擊者實施類似攻擊的難度很大。

PoW網絡中的攻擊者如果只希望改寫最近的幾個區塊內的交易，只需要付出數倍于區塊獎勵的成本，這取決于其掌握的算力多少，只要可能獲得的收益超過其攻擊成本，那么網絡陷入不安全的狀態。但PoS網絡中一旦有攻擊者掌握了51%的流通通證，那么對網絡安全造成的損害也是永久性的。

PoW共識引入外部資源為網絡提供安全性，并且這種資源本身的價值為攻擊行為制造了一定的門檻，而PoS共識則依靠網絡中通證的價值與懲罰機制預防攻擊行為。PoS權益證明在初始分配合理的情況下能夠保證不弱于工作量證明的“經濟學安全”。

3.4????壟斷與卡特爾組織

“經濟學安全”并不能代表區塊鏈網絡就是絕對安全的。一方面，存在著“不計代價”的攻擊者，如果攻擊者不計任何代價希望破壞區塊鏈網絡，那么不考慮人為干預，目前沒有區塊鏈網絡能抵御類似的攻擊。另一方面，寡頭壟斷是任何經濟形式都面臨的問題。

在PoW網絡中，存在算力中心化、礦機制造商壟斷的問題，人們一方面擔心大型礦池集中了過多的算力，另一方面也擔心專門的礦機制造商以技術從源頭壟斷礦機的生產。由于規模經濟的存在，投入大規模資金制造礦機或建立礦場的經營者比中小經營者擁有更低的成本，因此在PoW算力競爭模式中更加有競爭力，也更加容易形成壟斷。

PoS共識機制雖然避免了算力、礦機中心化的問題，卻也產生的新的壟斷形式。一些持有大量通證的節點可能自發地組織成為驗證者聯盟，他們不需要做出任何可能會被沒收抵押金的行為，只要他們的抵押金超過51%，那么就對鏈上的治理、社區等擁有絕對的話語權。這樣的聯盟如果有足夠的執行力，他們可以拒絕打包任何他們不希望打包的交易。這些潛在的壟斷者可能是項目早期的投資人、交易所、甚至項目方本身。如果類似的攻擊行為發生，那么只能依靠“社區共識”強制分叉，因此對于PoS項目來說，通證初始分配方案以及具有一定的流動性和市值規模非常重要。

從非中心化的角度來說，PoS不具備對PoW明顯的優勢。

3.5??目前主流PoS算法簡介

CosmosNetwork是在Tendermint共識算法上基礎建立的可操作、可擴展的區塊鏈互聯網。Tendermint是實用拜占庭容錯的一個PoS改編版。網絡根據節點持有權益的多少以相應的概率偽隨機地選出一個節點作為生產者發布一個區塊，但區塊的確認和最終性驗證仍然通過pBFT算法完成。

CasperFFG是PoW與PoS的混合型共識，有VitalikButerin主導開發，其目的是為了讓以太坊從PoW安全地過渡到PoS共識。節點抵押一定的ETH成為驗證者，驗證者的作用是當以PoW方式生產的區塊鏈到達一定的高度時，對上一次檢查之后的這些區塊的最終性進行投票，并根據抵押的ETH數量獲得報酬。確認最終性后的區塊不可被更改，CFFG融合了PoW、PoS、BFT共識的思想，在PoW的基礎上每隔一定數量的區塊設置PoS檢查點，為之前的區塊提供最終性，進一步增強了共識的安全性。

CasperCBC是工作量證明GHOST協議的PoS改編版本，CCBC是一個純粹的PoS共識，更加注重經濟學安全性，并通過設計合理的激勵與懲罰規則阻止卡特爾組織的產生。

4PoS的現在與未來

ProofofStake與其他共識算法的區別更多地在于經濟理念與激勵模式上而不是技術與共識算法領域。權益的概念可以體現在治理權、投票權、獲得利息收入的權利、驗證區塊的權利等方方面面。

目前的PoS共識在大量減少能源消耗的基礎上，通過引入對不誠實節點經濟上的懲罰規則，仍然可以保證不弱于PoW網絡的安全性。但PoS拋棄了工作量證明簡潔易行的理念：累計工作量最大的鏈即是共識鏈，也帶來了諸如"長程攻擊"等新的問題，因此不得不設計更加復雜的機制以保證網絡安全，增加了開發成本與潛在的安全漏洞，大型PoS網絡的開發進度不及預期。

PoS共識一般采用通脹的經濟模型，為通證持有者發放利息收入，比通縮的經濟模型更加符合現實經濟，但PoS經濟模式同樣沒能解決壟斷與中心化的問題。PoS代表的“權益經濟”是一個與PoW共識不同的經濟體系，在此基礎上將有更多的金融應用場景出現，長遠來看，以PoS共識為基礎的區塊鏈網絡將會有很大的發展潛力。

附注：

因一些原因，本文中的一些名詞標注并不是十分精準，主要如：通證、數字通證、數字currency、貨幣、token、Crowdsale等，讀者如有疑問，可來電來函共同探討。

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文：宋雙杰，CFA；孫含儒

特別顧問：沈波；Rin；JX

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