比特币的运行机制：pos机制和pow机制全面解析

　　比特币依靠特定算法并通过大量的计算产生，POW是第一个区块链共识机制，最先由比特币采用，而也称之为股权证明机制，最近比较火热的staking则是基于类POS机制衍生出来的，POW共识机制效率低下为了解决POW的问题，有人发明了POS机制，在POS机制中，仍然存在算力挖矿，需要算力解决一个数学难题。但数学难题的难度和持币者的“币龄”相关。简单来说，持币者持有币的时间越长，难题越简单，挖到币的概率越大。

　　POW：全称Proof of Work，工作证明。

　　这就是说，你获得多少货币，取决于你挖矿贡献的有效工作，也就是说，你电脑性能越好，分给你的矿就会越多，这就是根据你的工作证明来执行货币的分配。大部分的虚拟货币，比如比特币、莱特币等等，都是基于POW模式的虚拟货币(算力越高、挖矿时间越长，你获得的货币就越多)。

　　POS：全称Proof of Stake，股权证明

　　这又是什么意思呢?简单来说，就是一个根据你持有货币的量和时间，给你发利息的一个制度，在股权证明POS模式下，有一个名词叫币龄，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为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，这下就很有意思了，持币有利息，非常好!(需要注意的是，5%的年利率仅仅是小编举例，并非每个POS模式的币种都是5%)

　　POS的设计理念和起源

　　POS的设计理念，来自于对比特币危机的思考，原因有三：

　　首先，我们都知道，比特币的区块产量每4年会减半，在不久的未来，随着比特币区块包含的产量越来越低，大家挖矿的动力将会不断下降，矿工人数越来越少，整个比特币网络有可能会逐渐陷入瘫痪(因为大家都减少了运行比特币客户端的时间，因此越来越难找到一个P2P节点去连接和同步网络数据)。

　　POS解决方案：

　　在POS体系中，只有打开钱包客户端程序，才能发现POS区块，才会获得利息，这促使很多不想挖矿的人，也会常常打开自己的钱包客户端，这帮助了P2P货币网络的健壮。

　　其次，若干年后，随着矿工人数的下降，比特币很有可能被一些高算力的人、或团队、或矿池，进行51%攻击，导致整个比特币网络崩溃。51%攻击简单来说，就是当你拥有了超过全球51%的比特币算力时，你将能伪造比特币网络的任何数据，比如你伪造你有一百万个比特币但实际上你没有。(拓展阅读：什么是51%攻击)

　　POS解决方案：

　　在POS体系中，即使你拥有了全球51%的算力，也未必能够进行51%攻击，因为，有一部分的货币并不是挖矿产生的，而是由利息产生(利息存放在POS区块中)，这要求攻击者还需要持有全球超过51%的货币量。这大大提高了51%攻击的难度。

　　第三，虽然我们知道比特币是一个永远不会通货膨胀的体系，因为他的货币总量表面看起来是固定的，但是，你是否知道，比特币其实是一个通货紧缩的体系。因为，当我们重装了系统，或者忘记了钱包密钥时，我们会永远无法再拿回钱包里的钱，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，这就形成了实质上的通货紧缩，也许在五十年后，有效的比特币，将会只剩下一千万个。

　　POS解决方案：

　　提供一定的年利率，尽可能保证既不通货膨胀，也不通货紧缩。

　　从以上3点我们可以看出，POS体系是在POW的基础上全新建设的体系，有着非常长远的见解和先进的理念。

　　第四段：怎么才能获得POS产生的利息

　　前面讲了很多概念，有点像是教科书，不过在这一段里，我们要讲怎么才能获得POS利息，这应该是大家最关心的问题了。

　　钱包没有加密的用户就非常简单了，如果你的货币在你的钱包里放置超过30天(由于30天以内的利息很少，POS系统不会在30天以内支付利息)，那么当你第31天打开钱包客户端时，你将获得按年利率计算的利息，当然，你可能出差了6个月不能上网，6个月后你再打开钱包客户端也是没有问题的，时间越长利息越多，这是公平的。

　　但你在获得利息的头几个小时内有可能不能转出你的钱，因为系统需要锁定你的钱进行利息的确认和计算。(实质的算法步骤更加复杂，不过小编全部将它口语化了，这有助于朋友们去理解)。当你获得了利息以后，你的所有币龄将被清空，你的持币时间将从0重新算起，这样，再过30天，你才能再次获得利息，公平的机制，按劳分配，简单可效。

　　比特币如何运行？

　　比特币运行离不开网络，并且在创立之初，中本聪就将其实现为一个点对点的P2P网络。对于用过电驴，迅雷或者BT的人而言，这个概念应该不会陌生，P2P的好处是节点对等，并且可以随便加入退出网络，非常开放。

　　正因为这样，在中本聪搭建了运行环境，并且挖到50个比特币后，比特币的运行网络才能发展如此之快，它由一个自由主义极客小众团体的试验品不断演化成一个庞大的运算网络，而且，整个网络的算力早已超越了世界上最快的超级计算机。

　　在P2P网络里，每个节点运行着相同的核心算法(以后会讲到共识算法，工作量证明算法，签名加密算法等等)，从而保证所有节点都有相同的“认知”:谁与谁发生了交易、比特币是否真实的、“同一个”比特币是否被重复支付等等。

　　如果要造假，那么就需要与整个网络的1/2的节点进行竞争，有点类似“举手表决过半数”的意思，反之，如果自己没有话语权，也就无法得到其他节点的认可，也就不能造假了。