混合PoW/PoS共识机制详解

工作量证明共识（POW）

重写区块链的难度在于它作为记录金融交易的账本。当区块中出现将资金发送到钱包的交易时，并且在该区块之上已经构建出了其他区块（已确认），区块（交易）将不可能被重写。

攻击者首先向交易所进行充值，该交易记录在区块X中，然后攻击者开始独自构建另一条并行链（不向网络广播该区块）。而当达到充值交易所需的确认数量后，攻击者会将该代币兑换成其他货币，并从交易所中提取。当提现交易完成后，攻击者会发布独自构建的并行链，并且如果该区块链具有比原始链更多的PoW（区块），则网络将接受它作为合法链，而原始区块链（包含攻击者充值交易的）将成为历史版本而消失。之后，攻击者就可以再次自由地使用这些代币。

权益证明共识（POS）

权益证明在代币分配方面还存在其他一些问题。PoW矿工的成本很高（硬件，电力），并且通常需要出售他们挖到的大部分代币以满足这些成本。因此，许多开采的硬币可以在市场上购买，而不会被矿工所囤积。而权益证明的伪造成本却非常低，他们不需要为了维持网络运营而售出他们获得的代币。参与权益证明的大额股权持有人倾向于增加他们流通中的代币份额，因为他们从网络用户那里收取大量奖励和交易费用。这被比作封建主义，即网络由大额代币持有者所拥有和操纵，并且用户使用过程中还需要向他们支付手续费。在POS中，通常会设置一些限制条件，使普通用户不能直接参与到权益证明共识中。

混合PoW/PoS

要参与到Decred的权益证明中，持有人必须锁定他们的DCR并购买“票证”。个人票证的价格由类似市场的机制设置，系统的目标是获得一定数量的票证（40,960） – 如果超过了目标数量，则价格会上涨，如果未到达数量价格则下降。当用户购买票证时，他们使用的DCR将被锁定（即，他们不能花费），锁定期会持续到他们的票证被伪随机函数调用完成投票，或在大约142天后到期。这为PoS机制带来了机会成本，通过这种方式能够确保PoS选民在游戏中得到公平且能够遵循网络的最佳利益。

PoS参与者（也称为选民或利益相关者）可以扮演三个不同的角色：拒绝投票、对共识规则的变更进行投票，以及使用Politeia定级系统对项目级别管理进行表决。第一种角色“拒绝投票”，是PoS选民最直接参与维持共识的方式。

在区块中投票

因此，PoS选民有权在不影响自己收益的前提下剥夺矿工的奖励。这限制了PoW矿工的权力，防止他们对网络共识规则的篡改，这些规则须由利益相关方投票决定。实际上，当检测到恶意或低效行为时，PoS选民可以通过采用投票“否决”这些恶意的矿工行为，通过这种方式，防止恶意PoW矿工篡改交易和获得非法奖励。

混合PoW/PoS机制的设计能够显著增加网络攻击的成本，因为攻击者必须同时规避两个独立的系统。尤其是在PoS组件被配置为仅能缓慢的获取票证。每个区块仅可购买有限数量的票证，购买大量的票证会导致价格的急剧上涨。此外，一旦需要购买票证，用于购买它们的资金将是被锁定，这种方式会锁定攻击者的用于攻击的资金，使其面临贬值的风险。

共识修改投票

Decred在一开始就决定让PoS利益相关者成为区块链治理中的主导决策力量。修改或写入共识规则需要批准升级程序，通过该程序，只有通过投票后才能对网络共识规则进行修改。而且只有在至少75％的投票同意后才能进行更改。如果有一定比例的矿工（95％）和选民（75％）正在运行升级软件并对规则进行潜在的更改，该过程就会开始执行。如果修改提案在4周的投票期后获得了超过75％的支持，则被接受，否则会被拒绝，如果投票数量不足，则重新开始投票。如果提案被接受，那么共识机制的修改将在一个月后激活。

项目管理：Politeia

Decred的区块奖励分为PoW矿工奖励（60％），PoS选民奖励（30％）和Treasury（10％），用于资助开发该项目的开源软件贡献者。票证持有人有权投票决定该部分资金应该如何使用、应该添加哪些功能，并通过Politeia平台决策。

总结思想

由于PoS选民可以获得30％的区块奖励，他们无法仅通过持有现有权益而维持他们在DCR流通中的相对份额。大多数新的DCR都是PoW矿工挖矿获得的，从而减轻他们在PoS系统中“无关紧要”的问题，也发挥了他们在保护网络方面的作用。矿工通必须出售他们收到的大部分奖励以维持他们的运营成本，因此该方式能够确保市场上的DCR供应需求合理。

Decred区块链呈现了独特的架构模式，也是混合PoW/PoS系统最知名的例子之一。与PoS共识机制在分组中发生的重大变化一样，未来通过混合PoW/PoS机制部署的项目也是独特的，并且不一定遵循现有的Decred框架。