PoS权益证明算法原理及其在点点币、黑币中的实现

　　PoS，即Proof of Stake，译为权益证明。
　　无论PoW或PoS，均可以理解为“谁有资格写区块链”的问题。
　　PoW通过算力证明自己有资格写区块链，而PoS则是通过拥有的币龄来证明自己有资格写区块链。

　　PoW，优势为可靠，使用广泛，是经历了充分的实践检验的公有链共识算法。
　　但其缺点也较为明显：
　　1、消耗了太多额外算力，即大量能源。
　　2、资本大量投资矿机，导致算力中心化，有51%***的安全隐患。

　　第一个基于PoS的虚拟币是点点币。
　　鉴于PoW的缺陷，2012年Sunny King提出了PoS，并基于PoW和PoS的混合机制发布了点点币PPCoin。
　　前期采用PoW挖矿开采和分配货币，以保证公平。后期采用PoS机制，保障网络安全，即拥有51%货币难度更大，从而防止51%***。

　　PoS核心概念为币龄，即持有货币的时间。例如有10个币、持有90天，即拥有900币天的币龄。
　　另外使用币，即意味着币龄的销毁。
　　在PoS中有一种特殊的交易称为利息币，即持有人可以消耗币龄获得利息，同时获得为网络产生区块、以及PoS造币的优先权。

　　点点币的PoS证明计算公式为：
　　proofhash
　　展开如下：
　　hash(nStakeModifier + txPrev.block.nTime + txPrev.offset + txPrev.nTime + txPrev.vout.n + nTime)
　　其中proofhash，对应一组数据的哈希值，即hash(nStakeModifier + txPrev.block.nTime + txPrev.offset + txPrev.nTime + txPrev.vout.n + nTime)。
　　币龄即bnCoinDayWeight，即币天，即持有的币数乘以持有币的天数，此处天数最大值为90天。
　　目标值，即bnTarget，用于衡量PoS挖矿难度。目标值与难度成反比，目标值越大、难度越小；反之亦然。

　　由公式可见，持有的币天越大，挖到区块的机会越大。

　　peercoin-0.6.1ppc中PoS证明计算代码如下：

　　点点币使用目标值来衡量挖矿难度，目标值与难度成反比，目标值越大、难度越小；反之亦然。
　　当前区块的目标值与前一个区块目标值、前两个区块的时间间隔有关。

　　计算公式如下：
　　当前区块目标值 = 前一个区块目标值 x (1007x10x60 + 2x前两个区块时间间隔) / (1009x10x60)

　　由公式可见，两个区块目标间隔时间即为10分钟。
　　如果前两个区块时间间隔大于10分钟，目标值会提高，即当前区块难度会降低。
　　反之，如果前两个区块时间间隔小于10分钟，目标值会降低，即当前区块难度会提高。

　　peercoin-0.6.1ppc中目标值计算代码如下：

　　为了进一步巩固PoS的安全，2014年rat4（Pavel Vasin）提出了PoS 2.0，并发布了黑币。
　　黑币前5000个块，为纯PoW阶段；第5001个块到第10000个块为PoW与PoS并存阶段，从第10001个块及以后为纯PoS阶段。
　　黑币首创快速挖矿+低股息发行模式，发行阶段采用POW方式，通过算法改进在短时间内无法制造出专用的GPU和AISC矿机，解决分配不公平的问题。

　　PoS2.0相比PoS的改进：

　　1、将币龄从等式中拿掉。新系统采用如下公式计算权益证明：
　　proofhash
　　点开发云主机域名点币中，部分节点平时保持离线，只在积累了可观的币龄以后才连线获取利息，然后再次离线。
　　PoS 2.0中拿掉币龄，使得积攒币龄的方法不再有效，所有节点必须更多的保持在线，以进行权益累积。
　　越多的节点在线进行权益累积，系统遭遇51%***的可能性就越低。

　　2、为了防范预先计算***，权益修正因子每次均改变。
　　3、改变时间戳规则，以及哈希算法改用SHA256。

　　黑币的PoS证明计算公式为：
　　proofhash
　　展开如下：
　　hash(nStakeModifier + txPrev.block.nTime + txPrev.nTime + txPrev.vout.hash + txPrev.vout.n + nTime)
　　其中proofhash，对应一组数据的哈希值，即hash(nStakeModifier + txPrev.block.nTime + txPrev.nTime + txPrev.vout.hash + txPrev.vout.n + nTime)。
　　币数即nWeight，目标值即bnTarget。

　　blackcoin-1.2.4中PoS证明计算代码如下：

　　PoS有种种优点，但也有所缺陷。
　　即因为PoS并不消耗更多的算力，因此如果出现分叉，理性节点会在所有链上同时PoS挖矿。
　　以至于每次分叉都会形成新的山寨币，即PoS无法很好的应对分叉。

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