【新人学堂】程序的世界2：另一种挖矿=POS=权益证明

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上次的文章中 【新人学堂】程序的世界：挖矿=POW=工作量证明 ，介绍了比特币的记账和发行方式，就是POW，这种发行方法，可说是简单粗暴，就是组织庞大的算力，求某个特定的hash解，你拥有的算力越多，获得的比特币也就越多，可谓是“多劳多得”的典型代表。

当然，POW方式的缺点也很明显，比如贼耗电，以比特币举例，“比特币全网的hash算力为---6200Ph/s，在这个算力下，全球矿场每小时耗电量大约230万度，每年190亿度，目前国内民用电大约0.55rmb/度，按这个价结算，每年耗电105亿人民币，即使按照0.35rmb/度的水电计算，总耗电量也要67亿人民币。”

再比如，POW容易造成算力集中，还是以比特币举例，由于hash算力的变态要求，使得新币的挖掘，几乎都由大矿场完成，这些矿场拥有数以千计的专业挖矿机，投入和维护的成本巨大（没概念的话可以去顶层的文章点开看看需要多少机器和电能），远非普通用户可以运行，结果就是其拥有的算力总和非常惊人，具体来说，全球排名前四的比特币矿场拥有超过全网51%的算力，如下图：

上图采集于2017年8月30日-16:00左右

这种情况下，少数矿场因利益联合起来，就有可能做出违背大多数人意愿的决定，比如“ 硬分叉 ”。

比特币的第三个缺点就是，通货紧缩，当发生以下情况时，比特币可能会丢失：
1. 当我们重装了系统
2. 忘记了钱包密钥时，永远无法再拿回钱包里的钱
以上这些意外事件这意味着，每年都会有一些比特币随着钱包的丢失而永远被锁定，又因为比特币的总量只有2100万枚，所以注定会形成了实质上的通货紧缩，几十年后，或许有效的比特币，将会只剩下一千万个。

为解决POW带来的以上问题，有人发明了 POS-Proof of Stake-权益证明 。

POS并不通过GPU阵列计算，而是通过持币随机产生利息，这里就要引入一个概念叫做---币龄(又有称“币天”)，币龄=币量x持有天数，举个例子说明其工作的机理。

简单来说，这是根据你持有货币的量和时间，给你发利息的一个制度，在权益证明POS模式下，有一个名词叫币龄，币龄=币量x持有天数，人话就是-比如你持有100个币，总共持有了30天，那你的币龄就是3000，这个时候，如果你发现了一个POS区块，你的币龄就会被清空为0。你每被清空365币龄，你将会从区块中获得0.05个币的利息(可理解为年利率5%)，那么在这个案例中，利息 = 3000 * 5% / 365 = 0.41个币。（注意，这里的5%的年利率仅仅是举例，并非每个POS模式的币种都是5%，比如点点币PPCoin就是1%年利率）

但，POS也有问题，比如，如有人持有了大量的该币种，只要放着不动，就会自动产生源源不断的利息，随着时间的推移， 马太效应 将使得某些大户越来越有钱，小户越来越穷，因为这个模式下，并没有体现出“劳动产生效益“的思想。

为了解决这个问题，有人开发了POW+POS机制共同作用的数字货币，其工作原理是，除了通过持币产生利息外，还能通过POW的方式挖矿获得新币

在单纯的POW挖矿机制下，整个网络的挖矿难度目标值为一个固定值，比如在《 程序的世界：挖矿=POW=工作量证明 》。中，第477016号区块的目标难度是18015dcc，经公式展开，其目标HASH值为：

0x0000000000000000015dcc000000000000000000000000000000000000000000

这个值对于整个比特币区块链网络的所有计算机都是一致的，由于找到目标值需要的工作量巨大，普通百姓的电脑是不要想了。

而采用POS+POW机制后，难度目标值还和币龄相关，如果用抽象的函数表示则是，目标值=F(币龄，难度值），其中目标值和币龄呈负相关关系，简单来说就是持币时间越久，对应的挖矿难度越低，这样即使是普通电脑也有机会发现新区块并获得奖励，一旦找到新区块，原本的币龄将被归零，保证了整个网络的公平性，避免出现中心化趋势。

采用POS+POW混合机制发行的数字币有
点点币PPCoin、新星币NovaCoin、雅币YaCoin，将来的以太坊ETH

采用POW机制发行的数笔币有
比特币，莱特币，等等绝大多数币

总结
尽管不同的数字货币，在技术上有很多不同，但技术只是为达目的的手段而已，数字货币的中心思想都应该遵守，去中心化-无论是记账系统还是算力，去第三方机构，保密，易于维护免维护，只有围绕这些思想创造的数字货币才能生生不息。

作者：万金油

稿源：巴比特新人学堂

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