每一种加密货币的核心都是一个计算网络，它有助于保护软件免受攻击者的攻击并规范其新供应单位的发行。这个系统被称为共识机制。

目前两种最广泛被使用的共识机制是工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS)，它们都规范了验证用户之间交易并将其添加到区块链公共分布账本的过程，所有这些都无需中央对手方的帮助。

什么是工作量证明 (PoW)？

工作量证明 (PoW) 是在 1990 年代初期引入的，作为处理垃圾邮件的一种手段。

这个想法是在发送电子邮件之前可能需要计算机执行少量工作。对于发送合法电子邮件的人来说，这项工作是微不足道的，但用户发送大量电子邮件需要大量的计算能力和资源。

然而，比特币的创造者中本聪首先将该技术应用于比特币白皮书中的数字货币系统。

区块链账本

区块链是一个由基于时间顺序排列的事务组成的区块（事务组）的一连串账本。

PoW 区块链中的第一个区块被硬编码到其软件中，并被命名为创世块，也称为0区块。根据定义，该区块不引用前一个块。

添加到区块链的后续块总是引用前面的块，并且每个块都包含完整的、更新的分布式账本的副本。

能源使用

PoW 算法确定谁可以通过竞争性的计算竞赛来分配账本，其中鼓励某些参与者（矿工）消耗计算能量，以确认符合网络规则的有效区块。

节点（任何运行比特币软件的计算机）验证交易，防止双重支出（将相同资金花费给两个不同的接收者的行为）并确定是否应该将提议的区块添加到链中。

为了创建新区块，PoW 网络上的矿工在称为哈希运算的过程中相互竞争以解决复杂的数学问题。这些谜题很难解决，必须通过单一的重复随机运算才能解决，但网络很容易验证正确的解决方案。

参与者

在 PoW 协议中，计算能力与密码学相结合，以创建共识并确保记录在区块链中的交易的有效性。

在哈希运算过程中，为了产生新的区块，矿工们竞相为数学问题生成正确的结果。

为此，矿工猜测一串伪随机数，称为哈希值。当与去块中提供的数据结合并通过哈希函数计算机时，必须产生与协议规定的给定条件相匹配的结果。

获胜的哈希值随后被广播到网络，供其他矿工验证解决方案是否正确。如果是正确的，则该块将被添加到区块链中，并且矿工将获得区块奖励作为补偿。

奖励分配

区块奖励是指区块链针对每个被视为有效并被网络接受的区块奖励给矿工的新加密货币。

对于某些加密货币，例如比特币，在找到一定数量的区块后，区块奖励会减少。

这样做是为了保持总货币供应量有限和通货紧缩。

什么是权益证明（PoS）

权益证明 (PoS) 是对 2012 年引入的 PoW 机制的修改，作为解决其对能源消耗依赖的一种手段，作为确定区块链排序的新方法。

PoS 协议背后的想法是参与者由代币供应的所有权决定，而不是依靠计算机竞相生成适当的哈希值。

使用由协议确定的一组因素，PoS 算法伪随机地选择一个节点（任何拥有代币的人）向区块链提出下一个区块。

当一个节点被选中, 他的职责就是去验证区块中的交易, 认证签名并提交到下一个验证者.

区块链账本

与 PoW 类似，PoS 区块链是一种机制，由基于按时间顺序排列的一串区块组成。

PoS 区块链中的第一个区块也被硬编码到其软件中，通常称为创世区块。添加到区块链的后续块总是引用前面的块，并且每个块都包含完整的、更新的分类账的副本。

值得注意的是，在 PoS 加密货币中，没有竞争选择谁来添加区块。因此，这些块通常被称为“验证者”。

能源使用

与 PoW 区块链不同，PoS 区块链不会根据工作量的能耗来决定谁可以提出区块。支持者通常将 PoS 称为“更高效”的系统，因为众所周知，PoW 矿工使用煤炭和其他对环境有害的燃料。

但在现实中，PoW 矿工可以选择使用任何能源，包括水力发电、风能和其他不那么浪费的能源形式。

此外，类似以太坊一样的PoS 区块链还需要使用专用硬件 (GPU)的计算资源来支撑区块生产，如 PoW 挖矿设备 (ASIC) 。PoS 矿工还必须保持活跃的互联网连接，这需要消耗少量的能源。

参与者

希望被选中向 PoS 区块链添加区块的用户需要在特殊合约中抵押或锁定一定数量的区块链加密货币。

质押的代币数量决定了他们被选为下一个区块生产者的机会。在某些情况下，如果用户有恶意行为，他们可能会失去他们的股份作为惩罚。

为了不总是偏袒最富有的节点，PoS 可能涉及其他决定因素。这些可能包括节点质押其代币的时间，以及随机化。

奖励分配

类似于 PoW 算法，PoS 中的区块奖励是指区块链奖励给提出有效区块的用户的加密货币。

然而，由于区块选择是通过代币所有权完成的，服务商可能会提供抵押服务，让用户能够代表他们抵押资金以换取更定期的支出。

工作量证明与权益证明的漏洞：

运行成本和攻击成本

考虑到 PoS系统避免了昂贵的计算，PoS进入区块生成奖励的门槛较低。这使它比 PoW 更环保

攻击成熟的PoW系统的成本远高于攻击成熟的 PoS 系统的成本。在 PoW 中，攻击者需要获得网络中 50% 以上的计算能力，但在 PoS 中，攻击者需要获得该系统内 50% 以上的代币

PoS 协议的大多数问题源于这样一个事实，即协议除了其区块链之外没有外部因素。在工作量证明系统中，有一个外部因素，即找到解决方案所涉及的计算工作量。通过权益证明，现实中没有任何物理“锚定”区块链；因此，人们可以直观地看到 PoS 共识更容易受到攻击。

协议“公平”

从某种意义上说，PoW协议是公平的，拥有部分总计算能力的矿工可以赢得奖励并以概率创建一个区块。

PoS协议是公平的，因为一个拥有流通硬币总数p部分的个人利益相关者以 p 概率创建一个新块。

PoS——在权益证明系统中，总是担心代币的初始持有者没有动力将他们的代币释放给第三方，因为代币余额直接为他们的财富做出了贡献。

维持共识

PoW — 解决由工作证明协议强加的计算挑战的过程称为（区块）挖掘。

PoS — 解决由权益证明协议强加的计算挑战的过程称为（区块）验证。

PoW -具有客观的共识协议，其中新节点可以独立地到达与网络其余部分相同的当前状态，仅基于协议规则。

PoS — 不是一个客观的协议。它是弱主观的，因为除了协议规则和跨系统传播的消息之外，节点还需要最近的状态来独立确定系统的当前状态。

PoW 漏洞

算力攻击——在自私的挖矿行为中，攻击者有选择地挖掘区块，以浪费诚实矿工的计算资源。

PoS 漏洞

贿赂攻击- (1) 攻击者执行他想稍后逆转的支出交易。(2) 在交易之后，攻击者立即开始基于包含交易的区块之前的区块构建替代链。攻击者秘密地建立在替代链上。(3) 在交易获得必要数量的确认（例如 6 个）并且攻击者的链长于有效链后，攻击者将其全部发布。攻击者的链被接受为新的有效区块链，交易被逆转。PoS 贿赂攻击的成本比 PoW 的攻击成本低 50 倍。

共同漏洞

DoS 攻击——DoS 攻击旨在通过淹没节点来破坏加密货币网络的正常运行（PoW 更容易受到攻击）

Sybil 攻击— 在 Sybil 攻击中，攻击者通过创建许多行为异常的节点来破坏网络。