在比特幣白皮書于2008年首次發布后，對于越來越多的人來說，虛擬貨幣的前景突然變得很現實。全球經濟處于危險之中，各國央行成為廣泛民粹主義憤怒的對象。這些因素助長了人們對比特幣（比特幣是一種相對分散的貨幣）以及其基礎對等技術（現在稱為“區塊鏈”）的興趣。不過，驗證比特幣賬簿交易的工作量證明機制（PoW）的能源消耗成本隨著網絡的擴張呈指數級增長。更新的區塊鏈共識機制解決了這個問題，其中最重要的是利害關系證明（PoS）。

一般來說，區塊鏈共識機制的要點是為對等網絡提供無信任的驗證和容錯。這在很大程度上就是比特幣作為一種貨幣獲得如此巨大動力的原因。通過解決諸如拜占庭將軍的困境和雙重支出等問題，比特幣賬簿可以有效地作為一個沒有中心權威或失敗的網絡運行。（想學習比特幣的基礎知識嗎？）看看比特幣協議是如何工作的。

工作量證明（POW）

PoW共識機制實際上比比特幣早了至少10年，但直到中本聰的白皮書公開之后才被廣泛使用。“工作來量證明”一詞是由Markus Jakobsson和Ari Juels在1999年發表的一份文件中創造出來的，這個概念早在1993年就已經以某種有限的形式存在了。在比特幣（以及其他幾種加密貨幣）的背景下，PoW不僅是一種保護和驗證對等網絡的方法，也是一種獲取（或“挖掘”）貨幣的方法。比特幣區塊鏈上的每個礦工都貢獻出計算能力來解決驗證分類賬的等式，并在成功完成后獲得加密貨幣獎勵。

PoW在確保區塊鏈安全方面非常有效，并在一定程度上證明了數字貨幣的可行性。但作為一種計算算法，它顯然也是一種浪費。用于PoW 共識機制的許多處理能力都被浪費了，因為生成的許多哈希值不符合成功挖掘/驗證所需的標準。每當成功實現哈希值并添加“塊”時，PoW區塊鏈就變得更難于（且效率更低）驗證。特別是在2017年，比特幣網絡活動顯著增加的時候。據估計，到次年6月，比特幣和比特幣現金的年總能耗率約為70太瓦小時。

股權證明（POS）

股權證明至少從2011年開始就作為一個概念存在，并在接下來的幾年里逐漸被Peercoin和Blackcoin等加密貨幣采用。可以說，最引人注目的PoS應用出現在2017年的以太坊區塊鏈的Casper硬分叉上。PoS協議在區塊鏈（通常在其核心錢包內）上指定具有一定財富閾值的節點作為事務驗證器，而不是使用挖掘器。他們的“股權”指的是他們持有的用于驗證的股份數量，以及表明交易年齡的流通時間戳。雖然PoS驗證模型本身也存在問題，但它所需要的能耗（至少從長期來看）要比PoW低得多。

PoS協議還有許多值得注意的變體，以及類似的模型，這些模型不一定使用樁作為驗證的形式。例如，委托的利害關系證明（DPoS）和委托的拜占庭容錯（DBFT）都進行社區選舉，向利害關系節點授予驗證權。重要性證明（PoI）模型（如NEM區塊鏈模型），主要獎勵節點對各自網絡的積極貢獻（如特殊支付協議）。

雖然PoW和PoS都通過某種形式的集體驗證實現了網絡完整性的共同目標，但它們的共識方法在理念和功能上都存在顯著差異，這往往會對整個區塊鏈社區產生不同的影響。這兩種協議的關鍵區別在于，PoW暫時致力于計算能力以幫助保護其網絡，而PoS則暫時致力于現有財富（或股權）作為驗證工具。

碳足跡

環境影響是一個日益引起關注的問題，揭示了采用POW的重大潛在危險。最近的權威研究絕大多數警告異常地球表面和海洋溫度的增加，海平面上升，以及其他各種各樣的擔憂氣候變化數據，廣泛采用的PoW的加密貨幣 （如比特幣）可能會引起深刻的社會和政治影響。

然而，區塊鏈在許多不同行業（包括金融科技和其他行業）的潛力是如此巨大，不容忽視。從銀行到媒體和通信，這項技術的某些方面為系統提供了透明度和匿名性。區塊鏈固有的不可變特性可以讓它對公眾負責。此外，分散應用程序（DApps）突出了區塊鏈技術作為高度民主化的軟件開發、分發和集成平臺的前景。

去中心化

分散網絡或分類賬的概念使區塊鏈技術受到全世界人民和機構的青睞。然而，從長遠來看，POW和PoS是否仍能保持純粹的權力分散還有待商榷。隨著比特幣驗證器從CPU到GPU，再到專門的ASIC采集器（更不用說在非常本地化的采掘區域了）的逐步發展，PoW硬件和擴展挖掘可以說已經高度集中。PoS（不受任何社區強制執行的規范或限制約束）傾向于集中財富，從而集中權力。這些問題結合在一起突出了混合PoW/PoS系統以及諸如DPoS和PoI等新模型的潛在好處。

其他創新（如比特幣閃電網絡）正在努力尋找解決方案，這些方案可能會減少現有PoW區塊鏈的一些能源消耗。但如果PoW網絡繼續增長，它們似乎不太可能維持一種可與更新的共識模型（PoS、PoI等）相媲美的長期能效標準。各國政府和監管機構如何應對區塊鏈技術作為一個整體不斷增長的問題仍有待觀察。