比特币在2008年全球金融危机后诞生，最初旨在改变支付网络，最终却改变了世界。其核心创新之一便是共识机制——尽管比特币本身并未采用权益证明机制。
早期比特币仅需通过简单软件下载即可接入由无数计算机组成的网络。当时人们仅用普通个人电脑的CPU进行“工作量证明”挖矿。而十四年后的今天，比特币挖矿已由装满专用ASIC矿机的仓库甚至地下堡垒完成。这些设备唯一使命就是消耗大量电力进行比特币挖矿。
正是这种能源消耗问题催生了权益证明机制。当抗ASIC协议导致仓库转而堆满GPU时，加密领域的创新者决定彻底摆脱硬件依赖。权益证明要求矿工——现在称为验证者——用资金承诺代替硬件投入，通过积累代币而非硬件设备来参与网络维护。
共识协议的核心价值
要深入理解权益证明，首先需明确区块链的核心价值。区块链之所以备受推崇，关键在于其去中心化与不可篡改的特性。
不可篡改特性并不难实现。传统银行系统中，账本由单一机构维护，自然容易保持固定不变。但加密货币正是对部分准备金银行体系的反思：真正的不可篡改必须建立在账本完成记录后无人能单独修改的基础上。
在去中心化网络中，任何单一方都无法擅自更改已有账本记录或添加利己交易。网络参与者需要通过共识机制共同判定交易的有效性。
这就是共识协议存在的意义——无论是工作量证明、权益证明、权威证明还是销毁证明，都是为了确保网络存储和发布正确的交易信息。
权益证明机制的核心原理
在明确共识协议的目标后，我们可更清晰定义权益证明。
区块链的“区块”由多笔交易组成。权益证明作为一种共识机制，专门决定由哪些网络参与者验证交易并将其添加到区块链中。
被选为区块创建者的验证者将获得奖励。这通常是成为验证者的主要动机：区块奖励与其初始投资规模成正比。
这一点与工作量证明挖矿类似——更多ASIC矿机意味着更高概率获得区块奖励。而在权益证明中，则需购买并锁定大量网络代币。
某些权益证明网络设定了最低质押门槛。例如以太坊要求高达32个ETH。许多质押者会选择锁定更多代币，因为其获得的ETH奖励与质押数量成正比。
正如以太坊示例所示，权益证明旨在激励参与者将代币绑定到协议中，同时削弱非质押持币的吸引力，因为这类参与者无法获得质押收益。
权益证明的实际运作流程
要成为权益证明区块链的验证者，首先需要获取足够数量的网络代币。如前所述，以太坊要求32个ETH以上，其他区块链的最低要求可能较低。
质押者需通过智能合约将资金绑定到协议中。该机制允许协议持有质押资金，并授予质押者运行验证者节点的权利。在真正去中心化的无许可区块链中，任何人都可自由设置硬件设备。
区块链共识算法会选择节点验证数据并添加到链上，被选中的概率与锁定资金数量直接相关。
若验证者准确完成交易验证，将获得奖励；而恶意行为则会受到惩罚。这种惩罚称为“罚没”，协议可通过智能合约没收节点操作者的部分或全部质押资金。
因此，权益证明是一个基于激励与约束的系统，验证者必须以自身资金作为诚信行为的担保。
主流权益证明加密货币示例
以太坊是权益证明加密货币的典型代表，尽管其在2022年才完成共识机制转换。许多其他加密货币则从诞生就采用权益证明机制：
- 波卡（DOT）：由以太坊黄皮书作者Gavin Wood博士创建，采用权益证明支持其可扩展的平行链架构
- 卡尔达诺（ADA）：以太坊联合创始人Charles Hoskinson打造的研究驱动型区块链，以高速和可扩展性著称
- cosmos（ATOM）：通过Cosmos SDK向无数区块链项目提供Tendermint核心权益证明技术，并通过跨链通信协议构建互操作生态
- 雪崩协议（AVAX）：由三条区块链组成的互操作网络，依托权益证明实现极致可扩展性和高交易吞吐量
此外还有众多基于权益证明的项目，包括 Polygon、波场、Tezos 等。更不用说那些运行在权益证明链上的项目代币，如 Chainlink、DAI、Uniswap 等，本质上也都依赖于权益证明机制。
工作量证明的对比视角
工作量证明是比特币及其后许多加密货币采用的经典共识协议。以太坊在2022年9月完成全面转换前也使用此机制。
在PoW共识中，负责产生和验证区块的网络参与者称为矿工。他们依靠硬件算力——通常是在工业规模上组装的大量设备——比其他矿工更快、更高效地解决密码学难题。
工作量证明常被视为将能源转化为加密货币的过程，因其能源需求而备受批评。PoW矿场往往聚集在能源成本最低的地区，这也是普遍现象。
权益证明与工作量证明的核心差异
工作量证明和权益证明都是共识协议，都使用计算机验证区块链交易——但这几乎是它们唯一的共同点。
二者主要区别体现在：
- 硬件投入：矿工或矿业公司的所有投资都用于物理硬件，并需持续支付维护、空间和能源成本。PoS则通常只需一台中等功率服务器
- 投资方向：PoS节点运营者的投资集中于待质押代币。以太坊PoS验证者需购买大量ETH进行质押，而此前PoW矿工需购买大量GPU（以太坊不能用ASIC挖矿）。PoW矿工不需要购买或持有他们正在挖掘的代币
- 实战检验：工作量证明的成功历史与比特币一样悠久，充分证明去中心化PoW网络极具抗攻击性。PoS在市场中的存在时间相对较短
- 能源影响：PoW对硬件的巨大需求导致其能源密集度远高于PoS。以太坊从PoW转向PoS后，基金会报告能源需求降低了99.95%
权益证明的显著优势
从两种主要共识协议的区别可以看出，权益证明具有一些非常重要的优势：
验证者投资 alignment
权益证明的核心要求是验证者持有大量网络货币。他们因此有强烈动机以支持协议健康的方式行事，以免损害自身投资。
这与工作量证明形成鲜明对比：矿工被激励购买矿机而非代币。他们对协议的关注程度通常仅限于代币价值足以盈利出售——这对协议整体健康令人担忧，因为矿工作为网络参与者和关键决策者，利益 alignment 程度较低。
稀缺性创造
由于验证者购买并锁定代币，网络货币实际上被从市场中抽出，创造了稀缺性。允许委托的协议中这种效应更明显，小投资者也可购买代币并委托给验证者。
稀缺性减少商品可用供应，往往推高价格。在金融领域这并非总是成立，但区块链的透明度使代币比传统市场更难操纵。
此外，PoW矿工经常挖矿后立即抛售——要么定期操作，要么在价格高时出手。对那些将PoW币视为持有资产的投资者而言，矿工几乎是一种必要的恶。
环境影响极小
PoS验证节点通常只需最低限度的硬件即可运行，这是摆脱更耗能的老式工作量证明模型的最大动力之一。
权益证明的潜在不足
鉴于市场上仍存在大量工作量证明区块链和其他共识系统，可以推断PoS并非完美无缺。以下是权益证明的一些缺点：
市场检验时间
许多工作量证明支持者认为权益证明问世时间不够长，未经足够实战检验。这确实成立，工作量证明在这方面永远占优，因其历史更悠久。PoS确实可能对某些攻击向量（如低成本贿赂攻击）更敏感，而PoW可能不会。
财富与权力集中
工作量证明倾向于能源便宜的地区，算力往往集中在这些国家。另一方面，权益证明系统中的权力归属于持有最多网络货币的人。
尽管这是设计的一部分，但资本雄厚的参与者很可能积累对网络的巨大影响力，然后选择合谋接管。虽然自然防御是他们也在损害自身投资，但许多资本实体都有专门用于“做生意成本”的庞大预算。
核心结论
权益证明是一种新型、更节能的分布式网络共识实现系统。区块链已经颠覆甚至接管了多个行业，而权益证明作为共识机制，随着其接管区块链本身，很可能成为最普遍的共识形式。
与比特币和门罗币等经典加密货币使用的工作量证明相比，PoS具有多项优势。它将网络参与者的重点从纯粹盈利转向网络安全与稳定，因为验证者必须购买和持有网络代币，而不是挖矿和出售它们。
权益证明常见问题解答
权益证明比工作量证明更好吗？
两种机制都有支持者和反对者，答案取决于您的视角。例如，如果您对比特币的能源足迹持批评态度，可能会认为PoS网络更优。
权益证明如何运作？
权益证明要求验证者将代币锁定在区块链协议中。随后他们获得与质押量成比例的奖励，若行为不当则会受到资金没收的惩罚。
如何通过权益证明获利？
如果您不想承担验证节点操作者的技术和硬件要求，可以寻找委托权益证明代币，将少量代币质押给验证者并获取收益。也可了解相关服务平台，即使是以太坊等不可委托的代币，也能进行小额质押。
成为验证者需要多少资金？
最低要求因区块链而异：以太坊需32个ETH，其他网络可能低至几个甚至零门槛。需注意，某些网络虽无最低要求，但质押量过小可能难以被选为验证者。
权益证明是否真正安全？
尽管问世时间短于工作量证明，但权益证明机制已显示出强大的安全性。通过经济激励和惩罚机制，它有效遏制了恶意行为。多数主流PoS网络都经历了严格测试和实践检验。
质押代币是否会被永久锁定？
通常不会。大多数网络允许解押，但往往设有解锁期，期间代币无法转移或交易。具体规则因项目而异，参与前务必了解相关条款。