科普：什么是权益证明？

一位计算机科学家解释了一种制作加密货币、NFT 和元界交易的新方法

股权证明是一种在区块链上达成共识的机制。区块链是一种记录无法删除或更改的交易的技术。它是一个分散的数据库或分类帐，不受任何人或组织的控制。由于没有人控制数据库，因此需要共识机制（例如权益证明）来协调基于区块链的系统的操作。

虽然比特币普及了这项技术，但区块链现在是许多不同系统的一部分，可以实现有趣的应用，例如去中心化金融平台和不可替代的代币或 NFT。

第一个广泛商业化的区块链共识机制是工作量证明，它使用户能够通过解决复杂的数学问题来达成共识。为了解决这些问题，通常向用户提供系统中的股份。这个过程被称为挖矿，需要大量的计算能力。股权证明是一种消耗更少能源的替代方案。

区块链技术的核心提供了三个重要属性：

去中心化治理和运营——使用系统的人可以集体决定如何治理和运营系统。

可验证状态——任何使用系统的人都可以验证系统的正确性，每个用户都能够确保系统当前按预期工作，并且自成立以来一直如此。

对数据丢失的恢复能力——即使一些用户丢失了他们的系统数据副本，无论是由于疏忽还是网络攻击，这些数据都可以通过可验证的方式从其他用户那里恢复。

第一个属性，去中心化治理和运营，是控制运行区块链系统需要多少能量的属性。

在区块链系统中投票

区块链系统使用投票来分散治理和运营。虽然在每个区块链系统中实现投票和共识的确切机制不同，但在较高层次上，区块链系统允许每个用户对系统应该如何工作以及是否任何给定操作进行投票——接受一个新块进入链中，例如——应该被批准。

传统上，投票要求投票者的身份可以被知道和验证，以确保只有合格的人投票并且只投票一次。一些区块链系统允许用户出示数字 ID 来证明他们的身份，从而能够以微不足道的能源使用进行投票。

然而，在大多数区块链系统中，用户是匿名的，没有可以证明其身份的数字 ID。那么，是什么阻止了一个人假装自己是很多人并投了很多票呢？有几种不同的方法，但最常用的是工作量证明。

在工作量证明中，用户根据他们拥有的计算能力与其他用户的比例获得投票。他们通过解决困难的数学问题来证明他们对这种计算能力的所有权。如果一个用户可以解决的问题是另一个用户的两倍，那么他们的计算能力是其他用户的两倍，并且获得的票数是其他用户的两倍。

然而，解决这些数学问题非常耗费精力，导致人们抱怨工作量证明不可持续。

权益证明

为了解决工作量证明的能耗问题，需要另一种验证用户的方法。股权证明就是这样一种方法。在权益证明中，用户通过展示区块链上某些资产的所有权来验证他们的身份。例如，在比特币中，这将是比特币的所有权，而在以太坊中，它是以太币的所有权。

虽然这确实需要用户将他们的资产暂时锁定在区块链中一段时间，但它的效率要高得多，因为它需要的能量消耗可以忽略不计。据该公司估计，从工作量证明转向权益证明将使以太坊的能源消耗减少 99.95%。

以太坊的“合并”

这种提高的能源效率是许多区块链系统打算从工作证明过渡到股权证明的原因。以太坊计划在 2022 年 9 月 15 日这一周内进行此更改。这称为合并。在此合并期间，运营将从使用工作量证明进行投票转变为使用权益证明进行投票。合并完成后，将仅使用权益证明对交易进行投票。

希望这将使以太坊在可预见的未来具有可持续性。

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