ethpos机制

① POS挖矿收益利率是怎么样如何避免pos挖矿的风险

当你在银行存款时，利息是由存款的金额和时间决定的，就像利息证明机制（POS）一样。与pow挖矿相比，POS挖矿的优势：降低了投资者的进入门槛，矿工和代币持有者的利益一致，延迟时间短，确认速度快。然而，在隐私保护和投票治理机制的设计上还存在一些缺陷。

这也会导致在POS挖矿中的个人玩家存在许多短期行为的风险。

什么是POS挖矿？POS挖矿利率是多少？POS挖矿目前年化收益是否超过50%？

PoS(Proof-of-Stake)，中文称权益证明机制，也称股权证明机制，顾名思义，是根据投资者手上持币的币龄来决定挖矿成功的打包概率的共识机制。

币龄=矿工质押的代币总金额 *代币持有时间

币龄可以在一定程度上保护持币份额低、持有期限长的矿工（或投资者）的利益，增加了矿工恶意操纵打包概率的作恶成本。

可简单理解，一个PoS代币经济生态就好比一家同股不同权的上市公司，Pos挖矿就像一家上市公司的股利支付决策，每一位矿工(持币者)都是上市公司的股东。矿工争夺的记帐权就像股票表决权一样，矿工获得记帐权的概率与股东表决权的份额(即矿工的表决权占总体表决权的比例)相似。矿工质押代币的数量就是股东持股的数量。（可搜索：DDS分布式存储生态社区）

根据质押代币份额的大小不同，一些矿工是大股东，一些矿工是"小股东"或"少数股东"。

Pos挖矿也就像将质押的代币存放在银行一样，银行根据时间长短和存款金额支付利息。

目前，以EOS、Tezos、DDS生态代币等为代表的数字货币采用POS作为共识机制，ETH有从PoW(Proof-of-Work,工作量证明机制)转变为PoS的计划和准备。

如何避免pos挖矿的风险？

Pos挖矿仍然需要完善和改进，这就导致了pos挖矿的高风险。有效控制pos挖矿中的作恶行为必须满足2/3以上的节点是诚实的大前提。一旦选举被操纵，或者所选节点被"黑化"，pos挖矿的收益将大大减少，风险和不确定性也会很大。

② 以太坊2.0即将到来，POW矿工将何去何从

何为以太坊2.0？

以太坊2.0也叫 ETH 2 或「宁静」，是以太坊区块链的下一次重大升级。

自以太坊诞生的那刻起，开发团队就已为它制定了四个发展阶段，分别是前沿（Frontier）、家园（Homestead）、大都会（Metropolis）、宁静（Serenity）。

以太坊2.0有何不同之处？

相比 1.0，2.0 主要引入两个改进：PoS（权益证明）和分片链（Shard Chains）。

对于矿工来说，以太坊2.0与以太坊 1.0最大的不同在于，它将采用“权益证明（PoS）”机制替换当前采用的“工作量证明（PoW）”机制。

举例说明：想象一下，以太坊 1.0是一条繁忙的道路，每个方向都只有一条车道，这意味着在拥堵的时候，所有的车辆都要以缓慢的速度爬行通过。

以太坊 2.0将引入分片，其效果是将区块链变成一条有几十条车道的高速公路，所有这些都将提升可以并发处理的交易数量。

以太坊2.0对现有矿工的影响

有人欢喜有人忧，以太坊转PoS，意味着PoW矿工收益将逐步减少，直至无法获得收益。

要知道，以太坊2.0推出至少要达到1.5阶段，而这期间大约需要长达两年的等待，而且在推出之后完全转为PoS还需要更久，所以并不需要过于担心。

首先我们知道，ETH 1是矿工一直参与的PoW链，ETH 2则是PoS共识的以太坊2.0。ETH 1与ETH 2合并之后，ETH 1的PoW挖矿即停止，整个以太坊网络完成共识升级。

预期发生两个链合并的时间在阶段1.5。

届时进入主网的阶段0，但限于发展进程，任何以太坊的经济活动仍运行在ETH 1之上，底层共识仍旧完全依靠PoW挖矿决定。

而从ETH 1完全变更至ETH 2，需要完成区块链见证机制、对于目前以太坊虚拟机的改动，把数据结构从十六进制转变为二进制等工作。相当于从一个共识底层变成一个更接近用户层的分片之一，这其中的工作量绝非我们想象的那么简单。

而这其中又牵扯到的各方利益和立场，除了对于矿工挖矿收益的考虑之外，更加切实的问题是，对于现有锁仓价值超过130亿美元的DeFi项目，ETH 2的代码是否能够足以安全的承接？钱包、交易所、稳定币以及众多基础设施的过渡，更需时间。

在这一切发生之前，以太坊仍然需要PoW挖矿来支持这个系统的良好运行。

矿工还能挖多久？

事实上，矿工面临的不仅是矿机的问题，以太坊2.0越来越近，矿工也会紧张，究竟还能挖多久？在PoW向PoS转变的过程中，如何才能获取最大的价值？

PoS转化过程中，可能会与PoW并行一段时间，然后再切换，具体的时间和周期大家都不知道，官方的进度也不太确定，但是对矿工来讲，一旦切换或者部分切换，肯定会对收益带来非常大的冲击。

从矿工的角度来讲，获取不到什么价值，因为矿工是挖矿的，通过算力来保护网络，以太坊网络过渡到PoS阶段，就不再需要PoW矿工。目前对矿工的好处就是他们手里的ETH会随着以太坊网络的吞吐能力增强以及经济模型的迭代，对币价带来一些变化，但是对于矿工本身来说，这个事情没什么利好。

“矿工会顾虑POW挖矿的持续性，谨慎乐观吧。从近期机器价格回落可以看出来，还不太会盲目加大筹码，4G改8G升级后的机器还可以挖4年。罗马不是一天建成的，ETH信标链只支持Staking功能，阶段1分片上线时间在2021年，上线后只能试运行，仍不支持转账和智能合约；而阶段2的新虚拟机eWASM和与之配套的智能合约、跨分片转账，这个实现的过程会很漫长。ETH2.0在几年内还不会影响PoW矿工，PoW最终被替代需要ETH2.0足够成功。这期间，大显存矿工和芯片超算矿机可以享受一段时间全网算力下降后的收益提升，ETH2.0第一阶段会吸引一定ETH去锁仓，这些都会对这些矿工比较有利。

③ 以太坊转pos后速度多快

以太坊转pos后速度12秒一个区块。以太坊出块的速度是13-14秒一个区块，采用POS机制之后，可以达到12秒一个区块。以太坊合并就是从POW机制转为POS机制，自此之后以太坊的能耗降低99%以上，运行速率和转账费率也会得到优化，使用体验也会提升，为以太坊2.0这一终极目标奠定基础。

④ 以太坊pos模式是什么意思

POS是一种在公链中的共识算法，可作为POW算法的一种替换。POW是保证比特币、当前以太坊和许多其它区块链安全的一种机制，但是POW算法在挖矿过程中因破坏环境和浪费电力而受到指责。POS试图通过以一种不同的机制取代挖矿的概念，从而解决这些问题。
【拓展资料】
POS机制可以被描述成一种虚拟挖矿。鉴于POW主要依赖于计算机硬件的稀缺性来防止女巫攻击，POS则主要依赖于区块链自身里的代币。在POW中，一个用户可能拿1000美元来买计算机，加入网络来挖矿产生新区块，从而得到奖励。而在POS中，用户可以拿1000美元购买等价值的代币，把这些代币当作押金放入POS机制中，这样用户就有机会产生新块而得到奖励。在POW中，如果用户花费2000美元购买硬件设备，当然会获得两倍算力来挖矿，从而获得两倍奖励。同样，在POS机制中投入两倍的代币作为押金，就有两倍大的机会获得产生新区块的权利。
众所周知，第三季度的“DeFi热”促使以太坊网络上的交易量大幅增加，DappRadar 2020 Q3 Dapp报告指出，以太坊交易量在2020年第三季度猛增至1195亿美元，与第二季度相比增长了近1200%，但随着而来的是网络堵塞，交易费猛增。在今年9月9日，以太坊平均交易费用达到14美元的高度，刷新历史记录。因费用飙升，导致许多交易只能延迟。
EOS创始人BM感叹称：对于大多数正常规模的交易来说，以太坊交易费用太高了。
目前的以太坊仍然面临多重问题，首先老生常谈的是上面提到的交易处理，以太坊网络支持数千个去中心化应用程序，每秒都需要处理大量交易，而采用PoW共识机制的以太坊1.0，每秒只能处理约10-50笔交易，远小于PayPal、Visa 等中心化网络，远无法满足用户对于交易速度的需求。手续费高昂一直是以太坊被诟病的一个重要的点，V神直言，在rollups和分片完成之前，以太坊别无选择，只能忍受高额交易费。因此以太坊需要升级。

⑤ 以太坊2.0未来的发展如何

以太坊 2.0 升级，最核心的是以太坊 2.0 分片和 PoS 共识机制。采用 PoS 共识机制是为了提高以太坊协议的能源效率以及增加以太坊区块链的安全性。以太坊 2.0 分片，使得以太链不再需要通过每个节点来处理链上的每笔交易。

在分片系统中每个节点只需处理约 1% 的交易或更少，从而极大地提高了区块链的效率。实现ETH2.0以后不仅网络性能得到大幅提升，投资者也可以减少重资产的投入(+slf0037)。共识协议Casper及分片技术落地，对网络的底层协议作出巨大的改变，还进一步推动了区块链扩容技术向前发展，不断达到商用的标准。截至2021年1月7日16时已经有超过230万个ETH被锁定在该网络中，占以太坊总供应量的2%。然而，这仍然只是更新的第一阶段。据官方消息，Uniswap v3已部署到以太坊主网。根据官方文章，Uniswap v3是该协议迄今为止功能最强大的版本，集中式流动性为流动性提供者提供了空前的资本效率，为交易者提供了更好的执行力，以及去中心化金融的核心基础设施。就以太坊路线图而言，V神表示，随着合并日期的临近，路线图的许多方面越来越变得切实可行，乐观估计今年年底可以完成升级，在合并后，执行链会在共识链内部运行，每个信标链区块会包括一个来自执行链的区块。他还表示，合并需要许多复杂技术，目的是让整个过程尽可能简单，对于用户、客户端、开发者、智能合约来说，合并会更加顺畅，用户无需过多担心。目前许多中心化交易所、去中心化交易所、去中心化质押协议和基础服务商都进入了以太坊2.0的Staking赛道。不难想象之后会有更多的服务商涌现，而以太坊2.0 Staking板块也将会成为交易所和钱包的标配。那么 ETH 1.0 的 PoW 链，究竟还能挖多久？目前并没有一个明确的答案。但可以确定的是，在以太坊由 PoW 彻底转变为 PoS 之前，以太坊基金会必须用足够长的时间来向大家证明 PoS 链是安全的。这样才能让所有开发者和用户放心的完成切换，从而使整个价值超过 1000 亿美金的生态体系真正的、完全的运行在信标链上。

没有人知道完成工程的推进，需要花多长时间，这是个很大的未知数，并且这些未知数可能是以太坊 2.0 转换的很大阻力。因此，我们乐观估计 PoW 链至少还可以持续挖两到三年。

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⑥ eth挖矿是什么原理

凡是涉及到币，就一定离不开挖矿。以太坊网络中，想要获得以太坊，也要通过挖矿来实现。说到挖矿，就一定离不开共识机制。
不知道大家还记得比特币的共识机制是什么吗？比特币的共识机制是 PoW (这是英文 Proof of Work 的缩写，意思是“工作量证明机制”）。简单来说，就是多劳多得，你付出的计算工作越高，那么你就越有可能第一个找到正确的哈希值，就越有可能得到比特币奖励。
但是，比特币的PoW存在着一定的缺陷，就是它处理交易的速度太慢，矿工们需要不断地通过计算来碰撞哈希值，这是劳民伤财且效率低下的。对区块链知识有涉猎的朋友们应该看到这样一种说法：
以太坊为了弥补比特币的不足，提出了新的共识机制，名叫 PoS(这是英文的缩写，意思是“权益证明”，也有翻译成“股权证明”的）。
PoS 简单来讲，其实就跟它的字面意思一样：权益嘛，股权嘛，你持有的币越多相当于你的股权越多，你的权益越高。
以太坊的PoS就是说：你持币越多，你持有币的时间越久，你的计算难度就会降低，挖矿会容易一些。
在以太坊最初的设定中，以太坊希望能够通过阶段性的升级，在前期依旧采用PoW来构建一个相对稳定的系统，之后逐渐采用 PoW+PoS，最后完全过渡到 PoS。所以，说以太坊的共识机制是PoS，没错，但是PoS只是以太坊发布之初的一个计划或者说目标，目前以太坊还没有过渡到 PoS，以太坊采用的共识机制仍是 PoW，就是比特币那个 PoW，但是又和比特币的PoW稍稍不同。
这里的信息量有点大，
第一个信息点是：以太坊目前采用的共识机制也是PoW，但是和比特币的PoW稍稍不同。那么，和比特币的PoW到底有什么不同呢：简单来说，就是以太坊挖矿难度可以调节，比特币挖矿难度不能调节。就好比咱们高考，因为各个省份的教学情况、生源人数都不一样，所以高考分为全国卷和各省自主命题。
以太坊说我赞成这样分地区出题，比特币说：不行，必须全国同一卷，大家难度都一样！
通俗解释，就是，比特币是利用计算机算力做大量的哈希碰撞，列举出各种可能性，来找到一个正确哈希值。而以太坊系统呢，它有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验证的更快，以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度，就可以调整验证区块所需的时间。
以太坊协议规定，难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为 15 秒，网络用 15 秒时间创建区块链，这样一来，因为时间太快，系统的同步性就大大提升，恶意参与者很难在如此短的时间发动51%（也就是半数以上）的算力去修改历史数据。
第二个信息点是：以太坊最初的设定中，希望通过阶段性升级来最终实现由 PoW 向
PoS过渡的。
时间追溯到 2014 年，在以太坊发布之初，团队宣布将项目的发布分为四个阶段，即 Froniter（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会）和 Serenity（宁静）。前三个阶段共识机制采用 PoW（工作量证明机制），第四个阶段切换到 PoS（权益证明机制）。
2015年7月30号，以太坊第一个阶段“前沿”正式发布，这个阶段只适用于开发者使用，开发人员可于在以太坊网络上编写智能合约和去中心化应用程序 DAPP，矿工开始进入以太坊网络维护网络安全并挖矿得到以太币。前沿版本类似于测试版，证明以太坊网络到底是不是可靠的。
2016年3月14日，以太坊进入到第二个阶段“家园”，这一阶段，以太坊提供了钱包功能，让普通用户也可以方便体验和使用以太坊。其他方面没有什么明显的技术提升，只是表明以太坊网络已经可以平稳运行。
2017 年 9 月，以太坊已经进行到第三个阶段“大都会”。“大都会”由拜占庭和君士坦丁堡两次升级组成，这个阶段的的目标是希望能够引入 PoW 和 PoS 的混合链模式，为 PoW向PoS的顺滑过渡做准备。最近比较热门的“以太坊君士坦丁堡升级”升级的就是这个，在君士坦丁堡升级中呢，以太坊将对底层协议和算法做一些改变，来为实现 PoW 和
PoS奠定良好的基础。
以太坊挖矿会得到对多少奖励呢？赢得区块创建竞争成功的矿工会得到这么几项收入：
1、 静态奖励，5个以太坊；
2、 区块内所花费的燃料成本，也就是Gas，这部分我们上一期内容讲过;
3、 作为区块组成部分，包含“叔区块”的额外奖励，叔就是叔叔的叔，每个叔区块可以得到挖矿报酬的1/32作为奖励，也就是5乘以1/32，等于0.15625 个以太坊。这里我们简单解释一下“叔区块”，“叔区块”这个概念是以太坊提出来的，为什么要引进叔块的概念？这还要从比特币说起。在比特币协议中，最长的链被认为是绝对的正确。如果一个块不是最长链的一部分，那么它被称为是“孤块”。一个孤立的块是一个块，它也是合法的，但是可能发现的稍晚，或者是网络传输稍慢，而没有能成为最长的链的一部分。在比特币中，孤块没有意义，随后将被抛弃掉，发现这个孤块的矿工也拿不到采矿相关的奖励。
但是，以太坊不认为孤块是没有价值的，以太坊系统也会给与发现孤块的矿工回报。在以太坊中，孤块被称为“叔块”(uncle block)，它们可以为主链的安全作出贡献。 以太坊十几秒的出块间隔太快了，会降低安全性，通过鼓励引用叔块，使引用主链获得更多的安全保证(因为孤块本身也是合法的) ，而且，支付报酬给叔块，还能激发矿工积极挖矿，积极引用叔块，所以，以太坊认为，它是有价值的。

⑦ 2020年ETH升级2.0超级版本，会带来什么影响

原因：
Linux distribution使用udev动态管理设备文件，并根据设备的信息对其进行持久化命名。udev会在系统引导的过程中识别网卡，将mac地址和网卡名称对应起来记录在udev的规则脚本中。而对于新的虚拟机，VMware会自动为虚拟机的网卡生成MAC地址，当克隆或者重装虚拟机软件时，由于使用的是以前系统虚拟硬盘的信息，而该系统中已经有eth0的信息，对于这个新的网卡，udev会自动将其命名为eth1（累加的原则），所以在系统启动后，使用ifconfig看到的网卡名为eth1。
解决方法：
在fedora中，udev记录网络规则的脚本为：/etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
[user@localhost ~]$ vi /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules
# This file was automatically generated by the /lib/udev/write_net_rules
# program run by the persistent-net-generator.rules rules file.
#
# You can modify it, as long as you keep each rule on a single line.
# PCI device 0x1022:0x2000 (pcnet32)
SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", DRIVERS=="?*", ATTR{address}=="00:0c:29:5a:6c:73", ATTR{type}=="1", KERNEL=="eth*", NAME="eth0"
SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", DRIVERS=="?*", ATTR{address}=="00:0c:29:a9:22:9d", ATTR{type}=="1", KERNEL=="eth*", NAME="eth1"
打开该文件，这时会发现，里面有eth0，eth1两个网卡的信息，但实际上ifconfig时只能发现eth1一个网卡的信息，这时因为eth0根本就不存在。
将其中eth0的信息删掉，并将eth1信息中的设备名改为eth0，重启系统，看到的网卡就是eth0了，或者删掉其中所有的信息重启系统udev会帮发现新的设备的。

⑧ 什么是POW和POS，二者区别联系

POW：全称Proof of Work，工作量证明。

POS：全称Proof of Stake，权益证明。

这两者都区块链的共识机制，是数字货币的记账方法。

区别是：

1、POW机制：工作量证明机制即对于工作量的证明，是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。

2、POS机制：权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。

(8)ethpos机制扩展阅读：

比特币（BitCoin）的概念最初由中本聪在2009年提出，根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。

与大多数货币不同，比特币不依靠特定货币机构发行，它依据特定算法，通过大量的计算产生，比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。

⑨ etr是什么币

以太坊区块链上的代币称为以太币（Ether），代码为ETH，可在许多加密货币的外汇市场上交易，它也是以太坊上用来支付交易手续费和运算服务费的媒介 。
以太坊（英文Ethereum）是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币以太币（Ether）提供去中心化的虚拟机（“以太虚拟机” Ethereum Virtual Machine）来处理点对点合约。
【拓展资料】
以太币跟比特币有什么区别：
一、ETH与比特币方向不同
首先，ETH与比特币，这两者背后区块链系统的方向完全不同。比特币的定位就是单纯的数字货币，可以被认为是一种点对点的电子现金。它是为了取代法币、解决金融危机而诞生，主要应用于付款和价值转移。所以比特币背后的整个区块链网络方向都是以货币为主，解决交易、支付问题。而ETH则不同，它虽然也是数字货币，具备一定的交易属性，但是ETH背后的以太坊区块链网络定位是世界级的通用计算平台，它只是借用比特币中的区块链技术，以此为基础，朝着偏向于互联网的操作系统级应用方面发展。
二、ETH与比特币作用不同
由于以太坊与比特币的方向定位不同，导致两者的数字货币作用也有所不同。比特币的方向是货币，想要成为常规货币的替代品。所以，比特币系统中，其数字货币BTC是极为重要的一环，可以说是整个系统的最终体现，它的作用就是作为支付交易的媒介和价值储存的载体。而以太坊的目标是操作系统级别的计算平台，就比较偏向于互联网服务方面，它的价值体现在于有多少用户使用以太坊这个平台，以及你这个平台给我提供多优质的服务。所以，这就决定了ETH在以太坊平台中，只是一个重要环节，但却不是全部平台的价值体现，它只是以太坊上提高服务质量、处理交易的一种货币工具，让平台上发生的点对点交易和应用程序更加便捷化。所以，尽管比特币和以太币都是数字货币，但比特币是想要成为法币的替代品，作为一种去中心化的电子现金系统被大家使用，整个系统更像是使用区块链技术支持的一个特定应用程序。
三、ETH与比特币机制原理不同
比特币与以太坊的共识机制不同。在比特币区块链网络中，起到数据维护作用的共识机制是PoW机制，即工作量证明机制。它的工作原理是，大家一起参与，谁处理得最快最好，谁就能获得记录数据的权力，进而获得比特币奖励。因为比特币的应用方向是货币，使用场景是没有中心化机构参与的点对点支付与交易，所以，比特币就强烈地需要去中心化与安全这两个属性，而PoW机制虽然处理交易的速度过慢，而且需要花费大量的资源，但是安全性和去中心化程度极高，故此与比特币契合。
以太坊所采用的是PoS共识机制，即权益证明机制，它的工作原理是，大家一起参与，谁持有的以太币多，谁就越容易获得记录数据的权力，进而获得ETH奖励。以太坊的应用方向是操作系统，它是想让大家在它的系统上部署智能合约、开发去中心化应用。以太坊虽然也需要去中心化的属性，但是比起比特币，它更需要高效率与低成本，不然你平台数据处理的效率过慢，手续费还高，谁愿意在你的平台上开发？所以，以太坊就采用了PoS机制，PoS的去中心化性虽然没PoW机制强，但是效率更快，处理数据也不需要花费非常大的资源。
四、ETH与比特币通证生态不同
ETH和比特币通证生态不同。比特币因为要做货币，其价值生态的支撑点在于共识价值，即有多少人认可它，并使用它进行交易。因此比特币的通证设计实际是一个通货收缩的经济模型，限定了比特币只有2100万枚，这样因为稀缺属性，价格会越来越高，更容易取得共识价值。而以太币不同，支撑它价值生态的点在于产品，即整个平台提供了什么样的服务，解决了什么样的痛点等服务价值，与安卓系统、微信等产品类似，以太币是以太坊平台的一个工具，可以用来购买gas做手续费、募资等其他使用场景。因此以太坊的通证设计中，以太币并没有数量限制，发行量上限为每年1800万，挖矿难度也会随时间而上升，相对通货膨胀率每年都会下降。总的来说，ETH和比特币虽然都是数字货币，但各自背后代表的整个区块链系统，在作用、原理、生态价值等都有不同，以太坊的本质是一个操作系统级别的计算中心，以太币是打破了原有数字货币的定位，在比特币的基础上开创了新的方向，它除了自身的货币价值外，还包含了整个产品的价值，这是前所未有的，只有理解了这一点，才能理解为什么以太坊是区块链2.0的代表。

⑩ 【Discover ETH】什么是权益证明PoS

本篇作为Discover系列文章的开篇，结合ETH2.0的目标，来谈谈权益证明PoS是什么。

在谈PoS之前，我们先来了解一下共识。共识，即达成了普遍协议。区块链实质上是一个全球性的状态机，达成共识意味着网络上至少有超过一半（51%）的节点同意网络的下一个全球状态。
共识机制 （也称为共识协议或共识算法）允许分布式系统（计算机网络）协同工作并保持安全。当前主流的共识机制有两种，分别是 工作量证明 (Proof of Work，PoW)和 权益证明 (Proof of Stake，PoS)。以太坊在设计之初就希望最终以太坊的共识机制能转变为PoS，而PoW只作为一个过渡阶段。但无论是PoW还是PoS，最终的目的都是相同的，即实现分布式计算机的共识机制。下面先简单了解工作量证明（PoW）的工作机制。

工作量证明通过矿工们完成，矿工们需要竞争创建最新区块以处理和完成交易。 获胜者将与网络中的其他节点分享最新区块，并且获得最新的特定代币区块奖励（如以太坊的以太币）。由于用户需要拥有超过网络中 51% 的算力才能够欺骗整条链，因此网络安全得以保证。 这将需要巨大的设备和能源投入，所需的开支甚至可能超过收益。
工作量证明是08年在中本聪所创造的比特币中提出的，至今已经经过了充分的考验和测试，但随着越来越多的矿工和矿池的加入，挖掘新的区块的难度指数爆发式上升，也面临的如下的问题：

PoS作为ETH2.0关键的建设目标，其作用不仅仅只是因为PoW带来的环境不友好的能源消耗，还有PoS的建设能更有力支持 分片链 （以太坊网络扩展的关键升级），更强的去中心化特性等等。下面从几个方面来简单谈谈权益证明PoS的工作过程。

在以太坊中，工作量证明的过程参与的角色是矿工/矿池。其目的是通过算力试错来反复计算，以此生成一个低于目标随机数的混合哈希。这个计算难度依赖于区块所声明的 难度 ，难度越小，有效的哈希值的集合就越小。而在权益证明中，则没有矿工这一角色，与之对应的是称之为 验证者 的角色。
在ETH2.0中，用户需要质押 32ETH 来获得作为验证者的资格。验证者被 信标链 随机选择去创建区块，并且负责检查和确认那些不是由他们创造的区块。他们不需要开采区块，他们只需要在被选中的时候创建区块并且在没有被选中的时候验证他人提交的区块。此验证被称为证明。
验证者因提出新区块和证明他们已经看到的区块而获得奖励，对于一些恶意验证者节点，也会有相应的惩罚机制使之失去质押。验证者质押的ETH越多，获得的奖励也越多。可以这样说，权益证明是一种用于激励验证者接受更多质押的机制。

前面提到了 分片链 这个名词， 分片 就是将区块链分成多条链。验证者将会在不同的分片上处理它们的分片数据，以此来提高区块链的工作效率。ETH2.0预计会有64个分片链。
验证者会被随机洗牌到不同的分片中，以防止验证者恶意操纵节点并提高链的安全性。处理不同分片之间的数据的关键角色就是 信标链 （Beacon Chain）。
信标链 是协调分片信息、管理验证者的连接不同分片的桥梁。
当用户在分片上提交交易时， 验证者 将负责将用户的交易添加到分片区块中。 信标链 通过算法选择验证器以提出新的块。如果一个验证者没有被选中提出一个新的分块，它们将会证明另一个验证者的提议，并确认一切都正常。
至少需要 128 个被称为 委员会 （ committee ）的验证者来证明每个分片块。委员会有一个提出和验证分片区块的时限，这个时限被称为 插槽 （ Slot ），大约为12秒。 每个插槽只能创建一个有效区块，一个 周期 （ Epoch ，大约6.4分钟）有 32 个插槽。
每个周期过后，委员会都由不同的、随机的参与者解散与重组，重组过程由一个半随机算法 RANDAO 来选择，以此避免恶意节点的操纵。

ETH2.0使用 Cassper 终局协议来确认一个新的区块是否得到足够的证明，即只要2/3的插槽同意（即当前参与计算的2/3的验证者节点），该区块就会被最终确定。而推荐此区块的验证者将获得奖励。因此，在权益证明的机制下，每过6.4分钟就会创建一个新的区块。关于Cassper协议的详细说明后续再进行探索。

权益证明的建设以太坊在15年就已经提出，截止至今也才完成了Phase 0信标链的建设。而下一阶段的与主网合并，再下一阶段的分片链建设也一再推迟。虽然PoS的建设非常缓慢，但无论如何，权益证明作为主流的共识机制算法之一，也是值得我们探讨其设计原理。
后续将会针对信标链的详细设计、分片等ETH2.0内容进行探索。