什麼是權益證明

權益證明（PoS）是區塊鏈網路中的一種共識機制，其選擇驗證者建立新區塊並驗證交易，是根據驗證者於網路中質押的加密貨幣數量。相較於工作量證明（PoW），PoS不仰賴大量運算資源來解決複雜數學問題，而是以經濟激勵確保網路安全，有效降低能源消耗並提升交易處理效率。自2012年Peercoin首次採用PoS以來，該機制已成為眾多區塊鏈項目的首選，尤以以太坊於2022年「合併（Merge）」升級將共識機制從PoW轉換為PoS，象徵此技術發展的重要里程碑。

背景：權益證明的起源

權益證明概念最早於2011年在比特幣論壇提出，作為對比特幣工作量證明高能耗問題的回應。2012年，由Sunny King與Scott Nadal創建的Peercoin成為首個實作PoS機制的加密貨幣，採用PoW與PoS混合模式。隨後，NXT於2013年推出純PoS區塊鏈，完全不依賴挖礦。

權益證明的發展歷經多階段：從早期基本PoS，到BitShares創辦人Dan Larimer於2014年提出的委託權益證明（DPoS），再到Cardano的液態權益證明（LPoS）及以太坊實施的PoS變體。最具代表性的事件，是以太坊於2022年9月完成「合併（Merge）」升級，將全球第二大加密貨幣網路從PoW轉型為PoS，使能源消耗降低約99.95%。

工作機制：權益證明如何運作

權益證明的核心運作原理圍繞驗證者質押代幣與區塊驗證流程：

1. 質押機制：參與者需質押一定數量的原生代幣以成為驗證者。驗證者需遵守網路規則，否則其質押代幣將作為擔保遭到沒收。

2. 驗證者選擇：系統以確定性演算法選擇下一個區塊的產生者，選擇概率通常與質押量成正比。部分PoS變體亦會納入質押時長及隨機因素。

3. 區塊生成與確認：被選中的驗證者負責建立新區塊、驗證交易並將區塊寫入鏈上。其他驗證者則驗證該區塊是否符合協議規範，以達成共識。

4. 獎勵分配：驗證者可以獲得區塊獎勵及交易費用，這些獎勵通常與質押量相關。

5. 懲罰機制：為防止惡意行為，PoS系統設置懲罰機制（即「懲戒」）。若驗證者有不當行為（如雙重簽名或長期離線），部分或全部質押資金可能遭到沒收。

各種PoS實作在細節上有所不同。例如，以太坊要求最低質押32枚ETH才可成為驗證者，並以信標鏈協調驗證者運作；Cardano的Ouroboros協議則將時間劃分為紀元與時段，每時段隨機選取時段領導者。

權益證明的風險與挑戰

雖然權益證明機制具備多項優勢，仍面臨下列獨特風險與挑戰：

1. 集中化風險：大量代幣集中於少數持有人，可能導致驗證權限集中，違背區塊鏈去中心化理念。部分大型交易所或機構持有大量質押代幣，增加治理集中的風險。

2. 「無利害關係」攻擊：驗證者可能在多條鏈同時驗證衝突區塊，因為幾乎無經濟成本。此類攻擊在PoW網路難以實現，因需於各鏈投入計算資源。

3. 初始分配問題：若代幣於網路啟動時分配不均，權力可能永久集中於早期大額持有人，因其可持續獲得更多獎勵。

4. 技術複雜性：PoS系統技術上通常比PoW更為複雜，可能增加安全漏洞風險。驗證者需長期保持節點在線，面臨更嚴峻的安全挑戰。

5. 監管不確定性：隨著以太坊等主流網路轉向PoS，監管機關可能將質押活動視為證券或須特殊許可的金融業務，帶來合規挑戰。美國SEC已開始關注部分質押服務是否構成證券發行。

權益證明生態系持續發展，各項目不斷優化PoS實作，以平衡安全性、去中心化與可擴展性這三大區塊鏈挑戰。

權益證明象徵區塊鏈技術邁向能源效率及永續發展的重要演進。PoS強調經濟激勵與網路安全的結合，協助區塊鏈基礎設施邁向高效率與環保。以太坊等主流網路成功轉型PoS，證明此機制可支援大規模、高價值鏈網運作。未來，PoS將為區塊鏈擴展性帶來更多契機。雖然PoS並非全然完美，其於能源效率、參與門檻與經濟安全性上的優勢，已成為新一代區塊鏈發展的核心動力之一，並預期將推動產業持續朝向更具永續性的方向發展。