工作量证明与权益证明：二者有何区别？哪种更好？
以太坊曾经的耗电量比荷兰还多。但在2022年9月15日，他们做了一个重大调整：关闭工作量证明（PoW），启用权益证明（PoS）。一夜之间，能源消耗下降了99.95%。而这一切，都发生在以太坊区块链正常运行、承载着500亿美元DeFi资产的情况下。
我记得当时在看合并倒计时。大家都觉得肯定会出问题。结果什么都没出。突然间，关于工作量证明和权益证明的争论不再是纸上谈兵了。我们有了数据。比特币消耗的能源相当于一个国家的能源。以太坊只消耗一个社区的能源。两者都保障了数千亿美元的安全。两者都能正常运行。只不过它们消耗的能源不同而已。
如果你是加密货币新手，并且经常听到这些术语，那么这篇文章将解释它们的含义、人们争论它们的原因、以太坊切换后实际发生了哪些变化，以及为什么“哪个更好”的答案比双方承认的要复杂得多。
什么是工作量证明？
工作量证明（PoW）先于比特币出现，时间是2009年。其核心理念极其简单：让写入账本需要花费真金白银，这样说谎的代价就比说真话更高。
实际上，成千上万的矿工运行着专门的机器，反复猜测数字。每秒猜测数万亿次。当矿工找到正确的数字时，他们就赢得了添加下一个区块的权利，并获得奖励。目前，在2024年4月减半之后，每个区块的奖励是3.125个比特币。
所谓的“工作”其实就是电力。是实实在在的、物理意义上的瓦特数，用来驱动硬件运行。机器越多，猜测次数越多，成功的几率就越大。这就是为什么比特币挖矿看起来是现在这个样子：德克萨斯州和巴拉圭的仓库里，从地板到天花板都塞满了ASIC矿机，它们除了24小时不间断地计算哈希值之外，什么也不做。
安全性之所以有效，是因为其数学计算极其严苛。想改写比特币的历史？你需要全球 51% 的算力。到 2025 年，这意味着每秒超过 800 艾哈希（Exahash）。单是硬件就需要数十亿美元。运行所需的电力，还要再加数十亿美元。17 年来无人做到。也没人能负担得起。
比特币、莱特币、狗狗币、门罗币、Zcash、比特币现金、Kadena。均为工作量证明（PoW）币种。
什么是权益证明？
POS机彻底颠覆了整个交易模式。现在，你不再需要证明你消耗了电力，而是需要证明你投入了资金。
以太坊是所有人关注的焦点。锁定 32 个 ETH，按当前价格计算约合 56,000 美元。运行一个节点。协议会随机抽取你来提议一个区块。如果一切顺利，你就能获得报酬。如果胡作非为，试图插入虚假交易，或者在应该工作的时候离线？那就等着被扣押吧。协议会直接从你的质押中扣除 ETH。这不是罚款，而是没收。
想攻击这个系统？你需要质押 33% 的 ETH 才能造成混乱，66% 才能完全控制。这相当于价值 200 亿到 400 亿美元的 ETH。购买这么多 ETH 的行为会在你完成之前就摧毁价格。在这个系统中，攻击本身就使攻击变得毫无意义。虽然奇怪，但确实有效。
与PoW相比，POS的硬件要求简直可笑。验证器可以在一台中端笔记本电脑上运行。我的邻居甚至可以在他的空闲卧室里运行一个。根本无需仓库或工业电源。这正是POS几乎不会在电表上留下痕迹的原因。
以太坊、卡尔达诺、Solana、Polkadot、Avalanche、Cosmos、Tezos、Algorand、Sui。都选择了PoS。
真实数据：PoW 与 PoS 的对比
| 指标 | 工作量证明（比特币） | 权益证明（以太坊） |
|---|---|---|
| 年度能源消耗量 | 约150-170太瓦时 | 约0.01太瓦时 |
| 能源比较 | 与阿根廷或挪威类似 | 相当于几千户人家 |
| 碳足迹（年度） | 约8500万至9000万吨二氧化碳 | 微不足道 |
| 交易速度 | ~7 TPS | ~15-30 TPS（使用 L2 级缓存时可达 100,000+） |
| 最终性 | 约60分钟（6次确认） | 约12分钟 |
| 所需硬件 | ASIC矿机（每台2000美元至10000美元以上） | 普通电脑 + 32 ETH |
| 攻击成本（51%） | 数十亿美元的硬件和电力 | 数百亿以太坊 |
| 年度安全预算 | 约100-150亿美元（区块奖励+手续费） | 约20-30亿美元（质押奖励） |
| 验证者/矿工 | 全球约100万台ASIC芯片 | 超过 100 万个验证者 |
| 顶级连锁店的市值 | 约 1.3 万亿美元（比特币） | 约2500亿美元（以太坊） |
合并：以太坊切换时究竟发生了什么变化
2022年9月15日，我和一半的加密货币推特用户都在关注着倒计时。每个人都在为崩溃、分叉，或者其他什么灾难性事件做准备。信标链接管了矿工的工作……结果什么也没发生。区块继续生成，交易继续处理。区块链历史上最危险的升级，最终却像手机软件更新一样顺利完成。
能源消耗瞬间大幅下降，降幅高达 99.95%。剑桥大学已经证实了这一点，这个数字无人质疑。以太坊的能源消耗从荷兰的水平骤降至公寓楼的水平。如果这都不能让你震惊，那我也不知道什么才能让你震惊了。
以太坊发行量也大幅下降。矿工每天能挖出 13,000 个 ETH，而验证者每天只能获得大约 1,700 个。更令人震惊的是：EIP-1559 会销毁一部分交易手续费。在交易高峰期，销毁的 ETH 数量甚至超过了新创建的 ETH 数量。以太坊网络一度陷入通缩状态。这在工作量证明（PoW）机制下是根本不可能发生的。
主网速度？依然是 15-30 TPS。合并从来就不是为了速度。L2 Rollup 现在负责速度：Arbitrum、Base 和 Optimism。它们共同利用以太坊的安全保障，将 TPS 推至 10 万以上。
质押经济的爆发式增长远远超出了所有人的预期。3400万枚以太坊被锁定，总价值达600亿美元，拥有100万验证者。Lido持有其中28%的质押份额，这让去中心化纯粹主义者感到不安，他们的担忧或许不无道理。但100万验证者就是100万验证者，这意味着大量的独立参与者对每个区块都达成了共识。
环境辩论：能源与安全
这就是加密货币晚宴上谈话演变成争论的地方。
比特币每年消耗150-170太瓦时（TWh）的电力。阿根廷的用电量也差不多。碳排放量是多少？每年8500万至9000万吨二氧化碳。把这个数字告诉ESG基金经理，看看他们会作何反应。
矿工们有自己的答案。比特币挖矿委员会声称其能源来源中有 60% 是可持续能源。剑桥大学的测量结果显示，这一比例在 37% 到 40% 之间。差距取决于你如何计算核能，是否将搁浅的天然气燃烧项目也包括在内，以及“可持续”对于德克萨斯州的矿工和剑桥大学的研究人员来说是否具有相同的含义。这的确是一个值得探讨的问题，也存在着真正的不确定性。
PoS支持者有一个令人信服的数据：以太坊利用你所在社区的电力就能保障2500亿美元的安全。为什么要用阿根廷的电力来完成同样的工作呢？
比特币支持者反驳道：这完全是两码事。挖矿无需许可。找台机器，插上电源，就能挖矿。没人会阻止你。而权益证明（PoS）则要求你必须已经拥有该代币。你有32个以太币（ETH）？很好。但你没有56,000美元的闲钱？那你就得把挖矿委托给有钱人，收益归他们所有，而不是你。
我自己也在这个问题上反复斟酌。PoW（工作量证明）对任何有电源插座的人开放。POS（销售点）虽然效率高，但收益集中在那些已经拥有资金的人手中。两种模式都可行，但也都存在弊端。任何告诉你哪种模式客观上“更好”的人，要么是在推销某种东西，要么就是没有认真思考过这个问题。
| 因素 | 工作量优势 | POS优势 |
|---|---|---|
| 能源效率 | -- | 节能99.95% |
| 未经许可的进入 | 任何人都可以挖矿 | 需要先持有代币。 |
| 集中风险 | 矿池占据主导地位 | 流动性质押协议占据主导地位 |
| 硬件要求 | 昂贵且专业 | 消费级电脑 |
| 安全模型 | 物理（电力） | 财务（风险敞口） |
| 环境影响 | 每年8500万至9000万吨二氧化碳（BTC） | 微不足道 |
| 经济激励 | 来自矿业公司的抛售压力 | 验证者可以持有 |
工作量证明现在还适用吗？
我还记得2022年那些热门观点：“PoW（工作量证明）时代已经结束了。”“比特币最终肯定会转向PoS（权益证明）。”结果这些都没发生。比特币开发者对PoS毫无兴趣。社区宁愿分叉也不会接受它。莱特币、狗狗币、门罗币：它们都保持现状。
矿工们用金钱说话。在比特币减半导致区块奖励从 6.25 BTC 降至 3.125 BTC 之后，他们立即斥资数十亿美元购买了新的 ASIC 矿机，计划持续到 2024-2025 年。如果他们认为工作量证明（PoW）即将消亡，就不会把全部身家押注于此。算力持续攀升，屡创新高。
这场争论的终结并非一方获胜，而是双方都选择退出。比特币的确是声音货币，工作量证明（PoW）机制也适用于此。以太坊则适用于可编程金融，权益证明（PoS）机制也适用于此。他们停止了争斗，开始互相忽视。这或许是所有人所能期盼的最健康的结局。
