Proof of Stake 是什麼？PoS 原理、驗證者與 PoW 差異

作者｜桑幣區識編輯團隊
發布｜2023/06/08
更新｜2026/10/22

區塊鏈沒有中央管理者，為什麼仍然能讓世界各地的節點，對交易紀錄和區塊順序達成共識？

其中一個重要答案，就是 Proof of Stake（PoS，權益證明）。

PoS 是一種區塊鏈共識機制，透過質押資產、驗證者參與及獎懲制度，讓分散在不同地點的網路參與者共同維護區塊鏈。

與 Bitcoin 採用的 Proof of Work（PoW，工作量證明）不同，PoS 不依靠礦工持續競爭大量雜湊運算，而是由符合條件的驗證者，按照協議規則參與區塊提議與共識投票。

Ethereum 已於 2022 年完成 The Merge，從 PoW 轉向 PoS；Solana 也使用以權益為基礎的驗證者共識機制，但兩者的具體設計並不相同。

本文將從 PoS 的基本概念開始，介紹驗證者如何運作、質押獎勵從哪裡來、Slashing 如何維持安全，以及 PoS 和 PoW 的主要差異。

Table of Contents

Proof of Stake 是什麼？PoS 權益證明的意思

Proof of Stake 中文稱為「權益證明」，簡稱 PoS，是一類以參與者所質押的資產及相關協議規則，決定區塊提議、共識投票與網路安全責任的共識機制。

在 PoS 網路中，符合條件的參與者可以成為 Validator（驗證者）。

驗證者依照協議規則，參與區塊建立、交易驗證及共識投票。

為了讓驗證者有動機遵守規則，PoS 通常結合經濟誘因：

正常參與共識的驗證者，有機會取得質押獎勵。
未正常履行職責的驗證者，可能損失部分預期獎勵或受到其他懲罰。
在設有 Slashing 的網路中，特定違規行為可能導致部分質押資產遭到罰沒。

簡單來說，PoS 是利用「資產權益與經濟誘因」來維持區塊鏈共識的機制。

不過，PoS 並不是單一、完全標準化的演算法。

不同區塊鏈可能採用不同的驗證者選擇方式、投票規則、獎勵制度及最終確認機制。

為什麼區塊鏈需要 PoS 共識機制？

區塊鏈是一種分散式帳本。

網路中的節點可能分布在不同國家，彼此不需要事先建立信任關係。

但當使用者發送交易時，所有節點仍需要依照共同規則，判斷哪些交易有效，以及哪一條區塊鏈歷史應被接受。

問題一：誰有權提出新區塊？

如果任何節點都能隨意建立區塊，網路就可能同時出現多個互相衝突的版本。

因此，共識機制需要決定誰能在特定時間提出區塊。

問題二：其他節點如何確認區塊有效？

提出區塊的節點不應擁有無限制的權力。

其他節點必須獨立驗證交易及區塊是否符合協議規則。

問題三：如何防止惡意參與者？

如果惡意節點可以毫無成本地干擾共識，網路就難以維持安全。

PoS 透過質押資產、獎勵與懲罰等制度，提高違規或攻擊行為的經濟成本。

問題四：發生分歧時如何選擇正確的鏈？

網路延遲或其他因素，可能使節點暫時看到不同區塊。

因此，PoS 還需要搭配鏈選擇規則（Fork Choice Rule）或最終確認機制（Finality Mechanism），協助網路對區塊歷史達成一致。

Proof of Stake 如何運作？六個基本步驟

不同 PoS 網路的技術細節不完全相同，但可以用以下流程理解其核心概念。

第一步：參與者質押原生代幣

使用者依照網路規則，將符合條件的資產投入質押機制。

質押資產可以作為參與共識的經濟承諾。

但不是所有 PoS 網路都要求一般使用者自行運行驗證者。

部分網路允許使用者將質押權重委託給其他驗證者。

第二步：驗證者取得參與資格

驗證者需要符合網路設定的條件。

這可能包括最低質押要求、節點軟體、硬體規格及其他技術條件。

符合資格後，驗證者才能依照網路規則參與共識。

第三步：協議安排區塊提議者

PoS 網路通常透過特定演算法，安排驗證者在不同時間提出區塊。

驗證者被選中的方式可能與質押權重、隨機性或其他協議參數有關。

但這不代表持有最多代幣的驗證者，可以任意決定區塊鏈歷史。

第四步：其他驗證者檢查區塊

區塊被提出後，其他驗證者或節點會依照協議規則，檢查區塊與交易是否有效。

在 Ethereum 中，驗證者會透過 Attestation（證明投票）參與共識。

第五步：網路形成共識

當符合協議要求的投票或其他條件成立時，網路就能逐步確認區塊順序與狀態。

不同 PoS 網路對「確認」與「最終確認」的定義可能不同。

第六步：發放獎勵與執行懲罰

驗證者依照共識參與表現取得獎勵，或因未履行職責及特定違規行為受到懲罰。

這套獎懲制度，是 PoS 維持經濟安全的重要基礎。

Validator 是什麼？PoS 驗證者負責哪些工作？

Validator 中文稱為「驗證者」，是 PoS 共識機制中的重要參與者。

驗證者的工作不是單純持有代幣，而是依照協議要求運行軟體並參與共識。

提出新區塊

部分驗證者會在指定時段取得區塊提議資格。

驗證者需要建立符合協議規則的區塊，並將相關資訊傳播至網路。

驗證交易與區塊

驗證者需要檢查交易與區塊是否符合網路規則。

即使區塊由其他驗證者提出，也不能因此省略驗證程序。

參與共識投票

在支援投票機制的 PoS 網路中，驗證者會對特定區塊或狀態提交投票。

這些投票可能影響區塊鏈的選擇與最終確認。

維護節點正常運作

驗證者需要維持網路連線、更新軟體及管理簽署金鑰。

如果驗證者長時間離線，可能錯失獎勵，或依照網路規則受到其他懲罰。

延伸閱讀：Validator 是什麼？區塊鏈驗證者運作原理、質押獎勵與節點風險完整解析

Ethereum Proof of Stake 如何運作？

Ethereum 是最具代表性的 PoS 區塊鏈之一。

Ethereum 在 2022 年完成 The Merge，將共識機制由 PoW 轉為 PoS。

此後，Ethereum 由驗證者參與區塊提議、證明投票及最終確認。

Ethereum 驗證者需要多少 ETH？

啟用傳統 Ethereum 驗證者的基本質押門檻為 32 ETH。

不過，隨著 Pectra 升級引入 EIP-7251，Ethereum 也支援具有較高有效餘額上限的複利型驗證者憑證。

這不代表一般使用者必須持有超過 32 ETH 才能參與，也不代表所有質押方式都需要自行運行驗證者。

部分第三方質押服務允許使用者以較小金額參與。

Ethereum Slot 是什麼？

Ethereum 的共識時間分為 Slot 與 Epoch。

在目前的協議設計中：

一個 Slot 為 12 秒。
一個 Epoch 包含 32 個 Slot。
一個 Epoch 約為 6 分 24 秒。

每個 Slot 會安排一名區塊提議者。

但即使有預定的提議時段，也不代表每個 Slot 一定會成功產生區塊。

Ethereum Attestation 是什麼？

Attestation 是 Ethereum 驗證者提交的共識投票。

驗證者會依照協議規則，對其認為正確的區塊鏈狀態與檢查點進行投票。

Attestation 是 Ethereum PoS 共識的重要部分。

Ethereum Finality 是什麼？

Finality 中文可稱為「最終確認」。

當區塊達到協議定義的最終確認條件後，要推翻該區塊所屬的已確認歷史，就需要付出極高的經濟成本。

Ethereum 使用 Casper FFG 等機制處理最終確認。

在正常情況下，Ethereum 的最終確認通常需要約 15 分鐘，而不是每個 12 秒 Slot 都立即完成最終確認。

延伸閱讀：Finality 是什麼？最終確認、交易確認數與 PoW／PoS 差異

延伸閱讀：Reorg 是什麼？區塊重組、交易回滾與 Finality 關係

Ethereum 的 PoS 安全性來自哪裡？

Ethereum 的 PoS 安全性來自多項機制的結合，包括：

驗證者質押的 ETH。
區塊提議與證明投票規則。
鏈選擇與最終確認機制。
質押獎勵與懲罰制度。
對特定違規行為執行 Slashing。

因此，Ethereum PoS 不是單純依照誰持有最多 ETH 來決定交易是否有效。

延伸閱讀：51% 攻擊是什麼？雙重支付、算力控制與 PoW／PoS 安全風險完整解析

Solana Proof of Stake 如何運作？

Solana 同樣使用以質押權重為基礎的驗證者共識機制，但其設計與 Ethereum 不同。

Solana 結合 Proof of Stake、Proof of History（PoH）及 Tower BFT 等技術，處理交易排序與網路共識。

Solana Proof of History 是什麼？

Proof of History 是 Solana 用於建立可驗證時間順序的技術。

它協助網路參與者判斷事件的先後關係。

但 PoH 本身不等於完整的 PoS 共識機制，也不能直接把它視為 PoW。

Solana Validator 如何參與共識？

Solana 驗證者負責處理交易、參與投票及維護網路。

使用者可以透過 Stake Account，將 SOL 的質押權重委託給驗證者。

驗證者的投票權重與相關質押安排有關。

Solana 和 Ethereum PoS 有什麼差異？

比較項目	Ethereum	Solana
共識設計	Ethereum PoS、Gasper	PoS 搭配 PoH、Tower BFT
驗證者參與	質押 ETH 並執行驗證者職責	驗證者參與共識，可接受 SOL 質押委託
一般使用者委託	主要透過第三方服務或質押池	支援原生 Stake Account 委託
時間單位	Slot、Epoch	Slot、Epoch
獎勵與懲罰	具有獎勵、一般懲罰及 Slashing	依 Solana 協議規則處理獎勵及驗證者行為
最終確認	Casper FFG 等機制	Solana 的共識與確認機制

兩條區塊鏈都使用 PoS，但不能假設它們具有完全相同的質押門檻、獎勵公式或懲罰制度。

Proof of Stake 和 Proof of Work 有什麼不同？

Proof of Stake（PoS）與 Proof of Work（PoW）都是區塊鏈共識機制，但維持安全的方式不同。

Proof of Work：依靠運算資源

PoW 透過礦工投入計算資源，競爭產生符合難度要求的區塊。

Bitcoin 採用 PoW。

礦工需要使用專門硬體與電力參與挖礦。

延伸閱讀：Proof of Work 是什麼？PoW 工作量證明、比特幣挖礦與 PoS 差異完整解析

Proof of Stake：依靠質押權益與共識規則

PoS 透過質押資產、驗證者投票及獎懲制度維持網路安全。

驗證者不需要像 PoW 礦工一樣，持續進行大量雜湊運算競賽。

PoS vs PoW 比較表

比較項目	PoS 權益證明	PoW 工作量證明
主要安全資源	質押資產與經濟誘因	運算能力、設備與電力
核心參與者	Validator 驗證者	Miner 礦工
區塊產生	依共識規則安排提議者	透過挖礦競爭
能源消耗	通常較低	通常較高
主要參與成本	質押資產與節點營運	礦機、電力與營運
違規懲罰	依協議可能有 Slashing	通常以浪費挖礦成本等方式形成經濟代價
交易最終性	視協議而定，部分具有明確 Finality	常見為機率性最終確認
代表網路	Ethereum、Solana	Bitcoin

PoS 一定比 PoW 安全嗎？

不能直接這樣判斷。

兩者的安全模型不同，必須考慮網路規模、資源集中程度、共識規則、攻擊成本及其他因素。

PoS 不代表完全沒有攻擊風險；PoW 也不代表一定比較安全或比較去中心化。

PoS 一定比較環保嗎？

相較於依賴大量運算競賽的 PoW，PoS 通常具有較低的共識運作能源需求。

Ethereum 在 The Merge 後，大幅降低了網路共識相關的能源消耗。

但不同區塊鏈的實際能源使用仍取決於硬體、基礎設施與網路設計。

Proof of Stake 和 Staking 是同一件事嗎？

不是。

Proof of Stake 是區塊鏈的共識機制。

Staking 則是使用者依照協議規則，投入或委託資產參與相關機制的行為。

可以將兩者理解為：

PoS： 網路如何達成共識。
Staking： 資產如何參與網路安全與獎勵制度。
Validator： 誰負責執行共識工作。

PoS 一定要自己運行 Validator 嗎？

不一定。

部分 PoS 網路允許使用者透過原生委託質押、質押池或第三方服務參與。

但使用者仍需了解不同方式的資產控制權與風險。

PoS 和 Staking Pool 有什麼關係？

Staking Pool 是集合多名使用者資產或質押權益，統一安排參與質押的機制。

它是參與某些 PoS 網路的一種方式，而不是 PoS 共識機制本身。

延伸閱讀：Staking Pool 是什麼？質押池運作原理、收益分配與風險完整解析

PoS 質押獎勵從哪裡來？

PoS 網路可能透過不同方式提供驗證者獎勵。

實際來源取決於區塊鏈的代幣經濟與協議設計。

新發行的代幣

部分 PoS 網路透過通膨或代幣發行機制，提供驗證者獎勵。

交易相關收入

部分網路允許驗證者取得符合協議規則的交易相關收入。

例如，Ethereum 驗證者可能取得執行層的 Priority Fee，以及與區塊建構相關的其他收入。

但不是所有交易費用都會直接分配給驗證者。

其他協議獎勵

部分服務可能提供額外補貼或獎勵。

這些獎勵不一定屬於 PoS 共識層原生發放的收益。

PoS 質押收益一定固定嗎？

不一定。

質押收益可能受到下列因素影響：

網路獎勵規則。
活躍驗證者數量。
全網質押比例。
驗證者參與表現。
驗證者佣金及服務費。
代幣價格變動。

因此，不能把 Staking APR 或 APY 當成保證收益。

延伸閱讀：Staking Rewards 是什麼？質押獎勵來源、APR、APY 與通膨稀釋完整解析

Slashing 是什麼？PoS 如何懲罰惡意驗證者？

Slashing 中文常稱為「罰沒」，是部分 PoS 網路對特定驗證者違規行為執行的懲罰機制。

例如，在 Ethereum 中，驗證者若對同一 Slot 提出互相衝突的區塊，或提交違反共識規則的矛盾投票，可能觸發 Slashing。

為什麼需要 Slashing？

如果驗證者可以毫無代價地支持互相衝突的區塊鏈歷史，就可能削弱共識安全。

Slashing 讓特定違規行為伴隨資產損失，提高攻擊成本。

驗證者離線就一定會被 Slashing 嗎？

不是。

在 Ethereum 中，單純離線通常涉及錯失獎勵或一般共識懲罰，不等同於觸發 Slashing。

Slashing 針對特定可被協議識別的違規行為。

所有 PoS 網路都有 Slashing 嗎？

不是。

不同 PoS 網路的懲罰制度不同，不能將 Ethereum 的 Slashing 規則套用到所有區塊鏈。

延伸閱讀：Slashing 是什麼？PoS 罰沒機制、驗證者懲罰與質押風險完整解析

PoS 共識機制有哪些優點？

降低共識運算需求

PoS 不需要像 PoW 一樣，透過持續競爭大量雜湊運算來決定區塊產生者。

建立經濟安全機制

驗證者投入質押資產，並依照協議規則承擔相關經濟責任。

支援不同的質押參與模式

部分 PoS 網路支援委託質押、質押池或其他參與方式，降低一般使用者的技術門檻。

可搭配明確的最終確認機制

部分 PoS 協議具有明確的 Finality 設計，讓網路在達成特定共識條件後，將區塊視為最終確認。

PoS 有哪些缺點與風險？

質押權重集中化

如果大量質押資產集中在少數驗證者、平台或質押池，可能增加共識權力集中問題。

驗證者營運風險

驗證者需要維持軟體、硬體及網路正常運作。

節點故障可能影響共識參與與質押獎勵。

Slashing 與懲罰風險

部分 PoS 網路可能對特定違規行為扣減質押資產。

流動性與解除質押限制

部分網路或質押服務具有退出等待時間。

使用者不一定能立即取回底層資產。

延伸閱讀：Unstaking 是什麼？解除質押流程、等待時間與 ETH／SOL 提領機制完整解析

第三方服務風險

如果透過交易所、Staking Pool 或 Liquid Staking 參與，還可能承擔託管、智能合約、治理或流動性風險。

代幣價格波動

即使質押獎勵持續累積，代幣價格下跌仍可能造成資產價值損失。

共識攻擊與審查風險

若質押權重過度集中，可能提高特定參與者影響交易排序、共識投票或網路正常運作的能力。

因此，PoS 的安全性不只取決於質押總量，也與驗證者分散程度及協議設計有關。

PoS 有哪些常見攻擊方式？

Nothing-at-Stake 問題

Nothing-at-Stake 是早期 PoS 設計常被討論的問題。

如果驗證者支持多條互相衝突的鏈完全沒有成本，就可能缺乏維護單一正確歷史的誘因。

現代 PoS 協議可能透過 Slashing、Finality 或其他機制降低相關風險。

Long-Range Attack

Long-Range Attack 是與歷史驗證及長期分叉有關的攻擊類型。

部分 PoS 協議需要透過檢查點或其他機制，協助新加入或長時間離線的節點辨識正確歷史。

共識權重集中攻擊

如果攻擊者控制大量質押權重，可能對網路共識造成影響。

但攻擊所需的資源比例與實際後果，取決於特定 PoS 協議。

Finality 延遲

在 Ethereum 等網路中，如果足夠多的質押權重無法正常參與投票，可能延遲最終確認。

Ethereum 具有 Inactivity Leak 等機制，協助網路在特定情況下恢復最終確認能力。

PoS 常見問題 FAQ

Proof of Stake 是什麼？

Proof of Stake（PoS）是權益證明共識機制，透過質押資產、驗證者參與及獎懲制度，協助區塊鏈網路達成共識。

PoS 和 PoW 最大的差別是什麼？

PoS 主要依賴質押權益與共識規則；PoW 則依賴礦工投入運算資源，競爭產生符合條件的區塊。

Bitcoin 是 PoS 嗎？

不是。Bitcoin 使用 Proof of Work（PoW）共識機制。

Ethereum 是 PoS 嗎？

是。Ethereum 在 2022 年完成 The Merge，從 PoW 轉向 PoS。

Solana 是 PoS 嗎？

是。Solana 採用以質押權重為基礎的共識設計，並結合 Proof of History 等技術。

PoS 一定要質押 32 ETH 嗎？

不是。32 ETH 是 Ethereum 傳統驗證者的基本啟用門檻，不是所有 PoS 區塊鏈的共同要求。

PoS 一定能賺錢嗎？

不一定。質押獎勵並非保證收益，還可能受到驗證者表現、服務費、資產價格及其他因素影響。

PoS 需要挖礦嗎？

一般不需要進行 PoW 式的挖礦競賽。PoS 通常由驗證者依照協議規則參與區塊提議及共識。

PoS 一定比 PoW 節能嗎？

PoS 通常不需要 PoW 式的大量運算競賽，因此共識能源需求通常較低，但實際耗能仍取決於網路設計與基礎設施。

PoS 有 51% 攻擊嗎？

PoS 也存在共識權重集中造成的攻擊風險，但不能直接套用 PoW 的算力 51% 攻擊模型。不同 PoS 協議具有不同的安全門檻與攻擊條件。

PoS 和 Staking 有什麼不同？

PoS 是區塊鏈的共識機制，Staking 則是參與相關質押機制的行為。

PoS 質押可以隨時解除嗎？

不一定。解除質押與提領時間取決於網路及服務規則，部分情況需要等待退出佇列或冷卻期。

PoS 是以經濟誘因維持區塊鏈安全的共識機制

Proof of Stake 是區塊鏈共識機制的重要類型。

它透過質押資產、驗證者參與、共識投票及獎懲制度，讓分散式網路能夠共同維護交易紀錄與區塊歷史。

與 PoW 依賴運算資源不同，PoS 主要透過質押權益及協議規則建立經濟安全機制。

不過，PoS 並不是單一固定的技術架構。

Ethereum 與 Solana 都使用 PoS，但兩者在驗證者運作、委託質押、獎勵及最終確認方面具有不同設計。

對一般使用者而言，理解 PoS 的價值，不只是知道如何取得 Staking Rewards，更重要的是理解質押資產如何參與網路安全，以及背後的驗證者、Slashing、集中化與退出風險。

資料來源

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