虾说区块链-64-共识机制POS

一直在说区块链是一系列技术结合后的新的技术架构，那么这里分别介绍下这些相关技术，也涉及到一些扩展开去的相关内容。

区块链-共识机制pos：

继续整理共识机制，这里简单介绍下POS机制。

POS

POS：proof of stake，称为股权证明。Pos机制是一个新的机制，在bitcoin出现后，不断摸索出来，到现在为止pos还一直在不断改进中。

由于bitcoin的火热，挖矿的激烈竞争，发现大量矿机加入挖矿，造成了众多电力硬件资源的浪费。同时理论上的51%算力攻击随着大矿池的不断扩展，理论上出现了攻击的可能性。Bitcoin的高额收益使得联合挖矿，使得对区块链本质去中心化构成了威胁。Pos机制的出现一定程度的上改善了pow的一些劣势，但是pos本事也存在一定的缺陷。这里简单做pos机制作个说明。

2011年在bitcointalk论坛上，Quantum Mechanic提出proof of pos机制，这个机制通过证明验证其可行性。在pow流行的时候，从一开始的cpu挖矿、到显卡挖矿、到ASIC挖矿，到现在各种专业的矿机，强大的算力，也造成了大量的电力资源浪费。Pos出现之前，2011年莱特币中的scrypt算法和zcash中的equihash算法，试图改善，通过控制cpu挖矿和内存依赖性算法来缓解算力中心化的现象，但是最终还是出现了各种专业矿机，于是换一种思路，考虑新的共识机制。

Pos机制简单理解为，网络中节点中打开自己钱包，上线后，增加权重，在pow中依靠计算算力决定区块的产生，那么pos中使用虚拟货币的数量作为抵押，从而有一定几率产生区块。同时也会产生一部分理论，理解为银行中存钱获得利息的概念。Pos在点点币中最开始使用。

运行机制：网络中节点把节点中的数字货币放入pos机制中，身份转变为验证者，pos机制在这些验证者中随机选择一个做为区块的产生者，当然这个随机和投入的数字货币数量有关系，投入多的币自然比少的被选取的概率要大，根据数量比例基本成正比。当然在一定的时间内，这个被pos选出来的生成者没有生成区块，那么就再次选择下一个验证者。至于有效链，这个遵循区块链的最长链原则。通俗理解：手上的数字货币越多产生区块的可能性就越大，那么一个合格的pos区块表达式为：F（timestamp）

以点点币为例子说明pos具体流程：点点币2012年发布，Sunny King提出，一种混合挖矿方式，即Pow+Pos，pow用于发行货币，pos用于系统维护。具体参考：

系统中设计了几个具体的概念：

coinstake：一种特殊交易。类似bitcoin中coinbase，coinstake需要输入的数量必须等于一，第一个输入的prevout不能为空，输出数量必须大于一。Coinstake不会单独广播，只存在区块中，客户端节点一般不介入内存池，当花费时检查是否成熟。

Kernel protocal：第一个输入叫kernel，这个判断区块是否合法，判断标准：

SHA256D(nStakeModifier+ txPrev.block.nTime + txPrev.offset + txPrev.nTime + txPrev.vout.n +nTime)

nStakeModifier：调节器，防止矿工提前计算，理解为一个POS区快属性。

txPrev.block.nTime：所在区块时间戳，交易发起者对于交易纳入区块的时间不确定，节点可能通过预估来计算对自己有利的时间戳，该参数防止节点预估提前生成交易。

txPrev.offset：偏移量。降低生成coinstake的概率。

txPrev.nTime：构造时间。

txPrev.vout.n：输出下标。

bnTarget *nCoinDayWeight：全网的目标难度基础值，类似bitcoin的难度值，nCoinDayWeight是币龄的一个概念。

上述条件设置为公式，目的为了提供给矿工充足的一个随机性，保证影响到合格区块的最大因素是币龄。

币龄的概念：这个类似于银行的一种存款利息，币龄通过币和存在实践计算，一旦这个币被消费，那么币龄清空重新计算。简化得到一个利息公式：

stakeReward =nCoinAge * 33 / (365 * 33 + 8) * 0.01 * COIN

pos机制也存在51%的攻击，只是和bitcoin不同，这个需要掌握51%的币龄，无疑对比下掌握算力和币龄，还是币龄51%的难度更为大点。

POS2.0：

2014年出现黑币，使用完善后的pos协议，在黑币前5000个块，使用纯粹的pow机制，使用scrypt算法，后续采5000到10000的块使用pos和pow混合，在10001使用纯pos机制。通胀率1%。

上文提到的黑币方式，称为pos2.0，这种方式前期通过算法改进后的pow方式发币，但流通一定数量后，通过投资形式再获取利益。促进整个生态环境。Pos2.0的主要对细节进行修改，使用余额来代替币龄。一个合格区块的条件为：

F(Timastamp)

POS3.0：

黑币通过修改交易手续费，调整难度等优化，将收益修改为固定值。

Pos劣势：

pos机制最初节点只要持有币，那么会有固定收益，参与者需要获得pos机制的数字货币只有转让，那么有可能原始人不愿意，甚至恶意节点故意大量隐瞒拥有的数字货币，会出现零成本获利。所以现在pos都会结合pow一块的共识机制。

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之前写了点东西，随着对区块链的理解，发现有些理解的并不透彻，重新整理。如有理解不正确的地方，请及时指正，同时有兴趣一块交流的可以加笔者微信：