區塊鏈新手教學 — #11 共識機制？PoW 和 PoS 有什麼不同？
在上週我們介紹了「跨鏈」這個主題，也帶大家了解 wrapped coins 的原理。今天我們要介紹的是「共識機制」，也就是大家常聽到的 PoW 和 PoS，也會說明為什麼區塊鏈需要共識機制。
這個主題將分為以下部分：
- 為什麼區塊鏈需要共識機制？
- 工作量證明（Proof of Work）
- 權益證明（Proof of Stake）
為什麼區塊鏈需要共識機制？
區塊鏈是一個分散式的帳本，由世界各地的礦工共同維護。這個帳本是去中心化的，也就是說沒有一個管理者、或層級最高的人來做決策，而是需要所有的礦工共同決定。沒有單一個體能決定什麼是正確、什麼是錯誤的，而是所有的礦工需要對帳本的狀態達成「共識」。
這邊我們可以介紹一個有趣的問題 — 「拜占庭將軍問題」。 這是一個虛擬的問題，內容是說拜占庭在經歷一場戰爭，但將軍們帶領的軍隊散落在城內各處，只能以寫信溝通，必須在短時間內決定進攻還是撤退。必須要所有的軍隊同時進攻才能攻下這個城，所以不論進攻或撤退，都必須將軍們一致同意。將軍們會以寫信的方式向其他將軍表達意願，進行投票來決定大家要一起進攻或撤退。
聽起來很簡單，但是中間可能有叛徒，他如果跟一些將軍說自己要撤退，跟另一些將軍說自己要進攻，可能會導致最後大家接受到的訊息不同，所以沒有一起進攻或撤退。也可能出現假冒將軍的信件，士兵可能故意想擾亂將軍，導致其他將軍無法分別哪封是真正的將軍所寫的、哪封是士兵寫來擾亂的。這個問題就是在解決如何依靠分散的個體（將軍們）做出共同的決定（進攻還是撤退），並確保訊息（表達意願的信）的正確性（是將軍寫的）和一致性（寫給所有將軍的訊息是一樣的）。
這和區塊鏈會遇到的問題很相似，礦工們也是分散的個體且需要對帳本的狀態達成共識，而這些共識機制都是以不同的方法提高叛徒的成本，並確保信息是正確且一致的。
權益證明（Proof of Stake, PoS）
PoS 則不需要比誰先算出題目，而是隨機選擇區塊的驗證人，只有被選中的驗證人需要消耗能源去驗證區塊內的交易，因此不像 PoW 消耗大量電力。所有的驗證人都需要抵押原生代幣，抵押愈多代幣、愈久的驗證人被選中的機率就愈高。這個抵押的動作我們稱為「質押」，而驗證人也會因為幫忙驗證區塊會拿到獎勵，因此這個獎勵也會被稱為「質押獎勵」。如果驗證人惡意驗證，抵押品就會被沒收，而通常抵押品的價值會比惡意驗證賺到的價值還高，導致驗證人不會有動機去惡意驗證。如果以拜占庭將軍問題來看，抵押品會被沒收就是在提高叛徒的成本，減低叛徒的動機。較新的公鏈大都使用權益證明，例如：以太坊 2.0、Polygon、幣安鏈、Avalanche, Fantom。
以上就是我們這次主題的內容，希望有幫助大家了解到區塊鏈的共識機制。下次我們會分享「智能合約」相關的內容，有興趣的朋友可以持續關注我們！
