PoW 與 PoS 是什麼？深入解析區塊鏈兩大共識機制差異
「挖礦」是一個常見但容易讓人困惑的術語。
為了挖到更多比特幣，許多人投入大量的金錢建立「礦場」，但他們究竟在做什麼？為什麼這樣的行為能夠獲得比特幣？
在接下來的內容中，我們將解釋什麼是「挖礦」，以及挖礦和共識機制的關係，隨後，我們會分別介紹 PoW 和 PoS，並比較他們的優缺點，以及影響投資策略的因素。
為什麼區塊鏈需要共識機制？
區塊鏈的共識機制就像是遊戲的規則，他告訴大家怎麼確定哪些交易是有效的，哪些是無效的，避免有人從中作弊。
因為區塊鏈是去中心化的，也就是沒有銀行、央行來做決定，所以需要一個方法讓大家都同意哪些資料是正確的。
共識機制和挖礦有什麼關係
共識機制和挖礦的關係非常密切，特別是在使用 PoW 機制的區塊鏈。
在這種情境下，挖礦其實是共識機制的一部分，或者說是實現共識機制的一種手段。
在採用 PoW 的區塊鏈，比如比特幣，挖礦是達成共識的主要方式。
礦工透過解決複雜的數學問題來競爭新區塊，解決問題最快的礦工會將交易打包成新區塊並加入區塊鏈，同時獲得比特幣的獎勵。
但對於其他共識機制，例如權益證明（Proof of Stake, PoS），「挖礦」這個詞可能不再適用，或是其涵義有所不同。
在 PoS 中，沒有礦工，而是由持幣者或被選出的驗證者來達成共識並獲得獎勵。
延伸閱讀：比特幣挖礦是什麼？2025 年最新趨勢，散戶還適合參與嗎？
什麼是PoW（工作量證明）機制？
PoW 的原理
簡單來說，工作量證明（Proof of Work，簡稱 PoW）是一個讓參與者（通常是礦工）證明他們有做一定量的計算工作的機制。這個工作通常是解決一個數學問題，解決後會產生一個證明，這個證明可以很容易地被其他人驗證，但是很難產生。
- 用戶發送交易：當用戶想要發送一筆交易（例如，轉移比特幣）時，他們會將交易資料發送到網絡。
- 礦工驗證交易：礦工會收到這些交易，並開始驗證它們是否合法。
- 計算哈希：為了添加新的區塊到區塊鏈，礦工需要解決一個數學問題（通常是找到一個特定的哈希值）。
- 找到解：一旦找到了一個有效的解，礦工就會將這個解和新的區塊廣播到網絡。
- 獲得獎勵：其他節點會驗證這個解，如果它是正確的，礦工會獲得一些獎勵（通常是加密貨幣）。
- 新區塊加入區塊鏈：最後，這個新的區塊會被添加到區塊鏈中，交易就會被確認。
PoW 與比特幣
比特幣是最早採用 PoW 機制的加密貨幣，其目的是為了解決雙重支付問題和確保交易的安全性。
在實體世界中，當你用一張 100 元的鈔票去購買後，那張鈔票就會從你手上轉移到店家手上，你就不能再用那張 100 元的鈔票了。
但在數位世界中，由於資料可以輕易複製和傳播，所以雙重支付成為了一個嚴重的問題。
舉例來說，假設你有一筆虛擬貨幣，你同時用這貨幣去買兩個商品。如果系統無法檢測這種行為，那麼你就成功地用 100 元獲得了 200 元的商品。
然而，在區塊鏈中每一筆交易都會經過多數節點的驗證，一旦驗證成功並加入到區塊鏈中，這筆交易就無法再被更改或重複支付，因此有效地解決了雙重支付的問題。
PoW 在其他加密貨幣中的應用
除了比特幣，許多其他加密貨幣也採用了 PoW 機制，例如受比特幣啟發而創造的萊特幣，具有更快的交易速度和更低的交易成本。
什麼是PoS（權益證明）機制？
隨區塊鏈技術不斷發展，人們開始尋找更加環保和高效的挖礦機制，而權益證明（Proof of Stake，簡稱 PoS）就是其中一個越來越受到關注的方案。
PoS 的工作原理
不同於 PoW 需要大量的計算能力，PoS 是基於持有者的貨幣權益來選擇誰來驗證交易和添加新的區塊，也就是說 PoS 機制不需要運用到大量的礦機。
既然不像 PoW 是透過礦機來挖礦，那麼在採用 PoS 的區塊鏈中，如何獲得獎勵呢？
白話來說，就是質押幣的數量越多，或是質押幣的期間越久，就越有機會獲得獎勵。
PoS 與以太坊 2.0
以太坊在 2022 年 9 月中從 PoW 機制完全過渡到 PoS 機制，也就是說，以前用顯示卡組成的「以太坊礦機」未來將不適用，這也是導致顯示卡價格在 2022 年崩盤的主因。
如果讀者想更了解 ETH 和 ETC 是怎麼分家的，這篇文章會幫你從共識機制的角度，還原那場加密歷史裡最有爭議的分岔之一。
延伸閱讀：ETC幣入門：什麼是以太坊經典？跟ETH有什麼不一樣？
PoS 在其他加密貨幣中的應用
近幾年越來越多區塊鏈採用 PoS 機制，例如 Cardano、Polkadot 等，也採用了 PoS 或 PoS 的變種。
PoW 與 PoS 的比較
PoW 與 PoS 機制比較總覽表
| 比較項目 | PoW（工作量證明） | PoS（權益證明） |
| 共識方式 | 透過算力解題爭取出塊權 | 根據質押幣數與時間選出驗證者 |
| 能源消耗 | 高，需大量硬體與電力 | 低，節能效率高 |
| 安全性 | 去中心化高，但可能遭 51% 攻擊 | 安全性高，但因權益集中可能影響去中心化程度 |
| 參與門檻 | 高，需要購買礦機等設備 | 相對低，只需質押代幣 |
| 獎勵方式 | 挖礦取得區塊獎勵與手續費 | 質押獲得利息與獎勵 |
| 範例幣種 | 比特幣（BTC）、狗狗幣（DOGE）、萊特幣（LTC）、以太坊經典（ETC） | 以太幣（ETH）、Solana（SOL）、Cardano（ADA） |
能源效率
- PoW：由於需要大量的計算，能源消耗相對較高。
比特幣礦場
- PoS：由於是基於持幣量，不需要大量的計算，因此更節能。
安全性
- PoW：高度去中心化和安全，但有可能面臨 51% 攻擊。
- PoS：雖然也相對安全，但「富者愈富」可能會影響網路的去中心化特性。
經濟激勵
- PoW：礦工通過解決數學問題獲得報酬。
- PoS：報酬通常基於持幣量和/或在網路中的活躍度。
參與門檻
- PoW：需要購買專門的硬體，成本較高。
- PoS：基本上任何持幣者都可以參與，但持有更多幣的人有更高的報酬機會。
在主流加密貨幣中的應用
PoW 和PoS 的差異如何影響投資策略？
了解 PoW 和 PoS 的不同之後，作為投資者，我們應該如何基於這些機制來調整或制定投資策略？
PoW 相關投資策略
- 礦池投資：除了自行挖礦，加入礦池是一種降低風險的方式。（即抱團挖礦，共享收益）
- 硬體升級：持續關注挖礦硬體的發展，以維持競爭力。
但 PoW 挖礦是一個極度競爭的市場，一般人難以企及。根據統計要擠進全球前 10 大的礦場，市值至少也是 8 億美元起跳。
Largest Bitcoin miners by market capitalization
如果你看好一個 PoW 虛擬貨幣，單純買入持有是個更簡單的投資策略。
📊 下圖是 2025 年 PoW 幣種的市值排名，代表如比特幣、狗狗幣 等。
PoS 相關投資策略
- 質押或權益挖礦：這是一種相對被動的獲利方式，只要將虛擬資產質押到區塊鏈中就能持續獲得獎勵。
例如你可以將以太幣質押到以太坊，享受每年 3 – 5% 的以太幣收益。
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📊 下圖為 2025 年 PoS 幣市值排行，從 ETH 到 Solana、Cardano 可見 PoS 機制已成為主流，吸引大量應用與資本投入。
結論
PoW 和 PoS 是區塊鏈世界中最關鍵的兩種共識機制，它們不只決定了網路如何運作，也影響了加密貨幣的特性與生態方向。
透過了解兩者的原理與差異，你可以更清楚地看見：PoW 著重安全與算力競爭，PoS 則追求效率與能源節省。從比特幣到以太坊，從 ETC 到 Solana，這些幣種正是各自共識機制的具體體現。
無論你是初學者還是進階使用者，理解 PoW 和 PoS 的底層邏輯，都是進入區塊鏈世界不可或缺的一步。
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