权益证明（Proof of Stake，简称PoS）是一种用于区块链中处理交易和创建新区块的共识机制。与传统的工作量证明（Proof of Work，简称PoW）相比，PoS通过减少必要的计算工作量来提高效率，同时保持了区块链的安全性。在PoS机制中，参与者通过“权益”——即他们在网络中持有的加密货币——来验证交易并创建新的区块。
在PoS系统中，参与者（称为验证者）通过“质押”一定数量的加密货币来获得验证交易和创建新区块的权利。这个过程被称为“质押”。验证者被随机选择来确认交易并验证区块信息。与PoW中的竞争性奖励机制不同，PoS使用随机选择机制来决定谁将获得交易费用。
// 伪代码示例，展示PoS机制中验证者的选择过程
function selectValidator(stakeholders) {
let selectedValidator = null;
let maxStake = 0;
for (let i = 0; i < stakeholders.length; i++) {
if (stakeholders[i].stake > maxStake) {
maxStake = stakeholders[i].stake;
selectedValidator = stakeholders[i];
}
}
return selectedValidator;
}
为了成为验证者，加密货币持有者必须“质押”一定数量的货币。例如，以太坊要求用户在成为验证者之前必须质押32个ETH。区块由多个验证者验证，当一定数量的验证者确认区块正确无误后，该区块被视为完成并关闭。不同的PoS机制可能使用不同的方法来达成共识。例如，当以太坊实施分片时，验证者验证交易并将它们添加到分片区块中，这需要至少128个验证者在委员会中。
在PoS出现之前，最著名的分布式共识达成方式是通过PoW（在比特币中实现）。但是PoW非常耗能（挖矿时的电力消耗）。因此，基于PoW的共识机制增加了拥有更多计算资源的实体挖掘新区块的机会。除了上述两点，基于PoW的共识机制还有其他弱点，将在后面讨论。在这种情况下，基于PoS的机制变得尤为重要。
节能：由于所有节点不再竞争向区块链添加新区块，因此节省了能源。此外，不需要解决（如PoW系统中的情况）的问题，从而节省了能源。
去中心化：在比特币这样的区块链中（通过PoW系统实现分布式共识），加入挖矿池有指数级的奖励激励，导致区块链的性质更加集中。在基于PoS的系统中（如Peercoin），奖励与质押金额成比例（线性），因此加入挖矿池没有额外的好处，从而支持去中心化。
安全性：试图攻击网络的人必须拥有51%的质押（相当昂贵）。这导致网络更加安全。
大额质押验证者：如果一群验证者候选人联合起来并拥有总加密货币的显著份额，他们将有更好的机会成为验证者。增加的机会导致更大的提款，从而获得更多的奖励，这可能导致随着时间的推移网络变得更加集中。
新技术：PoS仍然是相对较新的技术。研究正在进行中，以发现缺陷，修复它们，并使它们适用于具有真实货币交易的实时网络。
“无利害关系”问题：这个问题描述了节点在支持多个区块链的情况下几乎没有或没有不利之处，特别是在区块链分叉的情况下。在最坏的情况下，每个分叉将导致多个区块链，验证者将工作，网络中的节点永远不会达成共识。
PoS旨在减少与PoW协议相关的网络拥堵和环境可持续性问题。PoW是一种竞争性的方法，用于验证交易，自然鼓励人们寻找获得优势的方法，特别是当涉及货币价值时。
比特币矿工通过验证交易和区块来赚取比特币。然而，他们支付运营成本，如电力和租金，使用法定货币。然后发生的情况是，矿工用能源换取加密货币，这使得PoW挖矿消耗的能量与一些小国家一样多。
PoS机制通过有效地用质押取代计算能力来解决这些问题，其中个体挖掘的能力是网络。这意味着能源消耗应该大幅减少，因为矿工不能再依赖大量专用硬件农场来获得优势。
长期以来，51%攻击一直被加密货币爱好者视为威胁，但在使用PoS时，人们怀疑这种攻击会发生。根据PoW，51%攻击是指一个实体控制了网络上超过50%的矿工，并利用这一多数来改变区块链。在PoS中，一个团体或个人将不得不拥有51%的质押加密货币。
- 在权益证明（PoS）中，加密货币所有者根据质押的币数验证区块交易。
- 权益证明（PoS）是作为验证区块链和添加新区块的原始共识机制PoW的替代品而创建的。
- 虽然PoW机制要求矿工解决加密谜题，但PoS机制需要验证者挤压和质押代币以获得收集交易费的特权。
- 权益证明（PoS）被认为在网络攻击的潜在风险方面风险较小，因为它构建了一种使攻击不太有利的补偿结构。
- 区块链上的下一个区块写入者是随机选择的，分配给拥有较大质押位置的节点更高的概率。