什麼是加密貨幣中的 PoS 共識演算法？

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2011 年，一位在 Bitcointalk 論壇使用「QuantumMechanic」暱稱的用戶批評當時唯一的 工作量證明 (PoW) 共識機制，認為挖礦過於浪費。他提出了一種替代方案：更高效的權益證明 (PoS) 演算法，這也成為當今許多現代區塊鏈的基礎。

在本文中，我們將探討為什麼權益證明如此出色，以及它的運作方式。最後，你將看到一份基於 PoS 的加密貨幣清單，並了解它們為何如此受加密社群歡迎。

PoS 演算法如何運作？

權益證明 (PoS) 是加密貨幣中最受歡迎的共識演算法之一，validators 可以在無需大量計算能力的情況下確認交易並維護網路穩定。PoS 透過隨機過程選出下一位區塊驗證者，依據因素包括質押年齡、隨機性以及節點的資產數量（已質押代幣數）。根據原始 PoS 概念，區塊鏈的控制權按持幣比例分配。使用者將一定數量的加密貨幣鎖定在網路中即可成為 驗證者。

產生新區塊的過程稱為「鍛造 (forging)」，驗證者的獎勵通常來自交易手續費。想要參與 forging 的使用者必須質押代幣到網路中。質押份額越大，被選中的機率越高。當節點鍛造下一個區塊時，驗證者會檢查交易並將新區塊 添加到鏈上。

為避免最富有的節點壟斷驗證過程，PoS 網路通常還會加入隨機化區塊選擇與幣齡選擇等機制。作為回報，被選中節點可獲得該區塊的交易手續費。

Proof-of-Stake

PoS 演算法的目的

權益證明的主要目的，是在高能源效率下維護網路安全。這一機制回應了工作量證明的高能耗問題，提供了一種更強韌的共識模型。與 PoW 中的「競賽產塊」不同，PoS 參與者透過質押——將部分代幣「凍結」——來證明他們對網路運作的承諾。任何擁有最低所需代幣數量的使用者都能成為驗證者，或將資金委託至質押池。這降低了進入門檻，無需昂貴設備或低廉電力成本。

PoS 與 PoW 的比較

經常有人爭論：到底是 PoW 還是 PoS 更有效率？以下是比較表格：

特徵	PoS (權益證明)	PoW (工作量證明)
共識方式	PoS (權益證明)質押（鎖定代幣）	PoW (工作量證明)挖礦（計算工作量）
能源效率	PoS (權益證明)高	PoW (工作量證明)低（高能耗）
硬體需求	PoS (權益證明)不需要	PoW (工作量證明)需要（ASIC、GPU）
交易速度	PoS (權益證明)較快（例如 Ethereum 2.0：13 秒–5 分鐘）	PoW (工作量證明)較慢（例如比特幣：數分鐘到 1 小時）
抗攻擊能力	PoS (權益證明)攻擊成本高	PoW (工作量證明)依賴算力

PoW 與 PoS 在加密貨幣生態系中各有定位，難以武斷地說哪個更好。PoW 雖因高碳排而飽受批評，但已被證實是保護區塊鏈網路的安全機制。

相比之下，PoS 是 PoW 的熱門替代方案，具備明顯優勢：交易速度快、更環保，以及進入門檻低。PoW 挖礦需要昂貴設備，而 PoS 僅需質押代幣即可參與。

兩者的核心差異，在於如何決定誰來驗證下一個交易區塊——選擇取決於區塊鏈網路的目標與優先事項。

受歡迎的 PoS 加密貨幣

每種基於 PoS 的加密貨幣，都有其獨特規則與方法，常見的如隨機化區塊選擇與幣齡選擇。網路可能自開發初期或初始代幣發行時就採用 PoS。有時，區塊鏈也會從 PoW 轉換至 PoS，例如以太坊。

以下是幾個知名的 PoS 加密貨幣：

以太坊 (ETH): 最初基於 PoW (Ethash) 演算法，但受限於高手續費與緩慢處理速度。隨著升級至 Ethereum 2.0 並引入 PoS，網路捨棄挖礦轉向由驗證者保障安全。如今，任何人只要質押 32 ETH 就能成為驗證者。以太坊藉 PoS 將能耗降低 99.95% 以上，並為未來的分片 (sharding) 升級奠定基礎，大幅提升可擴展性。
卡爾達諾 (ADA)： 採用自有的 Ouroboros 演算法，為首個經形式化驗證的 PoS 機制。系統由 epochs 與 slots 構成，指定時間選出驗證者產塊。使用者可將 ADA 委託至質押池並分享獎勵，代幣保持流動性。卡爾達諾強調去中心化的永續性、包容性與數學化安全。
雪崩 (AVAX): 採用 Avalanche 共識協議下的 PoS 變體，具備高速度與並行處理特徵。驗證者透過本地子抽樣 (local subsampling) 而非全網方式參與決策，能在一秒內達成共識。成為驗證者需質押至少 2000 AVAX。與其他不同的是，雪崩的驗證者並非隨機選出，而是參與所有區塊的驗證，降低攻擊風險並提高容錯率。
Algorand (ALGO)： 採用純權益證明 (PPoS) 模型，隨機選出持幣者組成委員會達成共識。僅需最小餘額即可參與，無需鎖倉。因演算法輕量，Algorand 能在 5 秒內完成交易並即時最終確定，區塊無法被回滾或重寫。