Proof of Stake 区块链共识机制去中心化：量化与提升
分布式、并行与集群计算
2025-04-22 v1 计算机与社会
新兴技术
摘要
去中心化是无许可区块链的基础原则，共识机制在其实现中发挥着关键作用。本研究使用包括 Nakamoto 系数、Gini 系数、Herfindahl-Hirschman 指数（HHI）、Shapley 值和 Zipf 系数在内的全面指标对 proof-of-stake（PoS）区块链共识机制的去中心化进行量化。我们对十个主要区块链进行经验分析，发现 stakes 集中在少数验证者手中，这对公平共识构成挑战。为解决此问题，我们引入两种替代性 PoS 共识权重模型：平方根 stake 权重（SRSW）和对数 stake 权重（LSW），通过非线性变换调整验证者影响力。结果表明，SRSW 和 LSW 模型分别将去中心化指标提高平均 51% 和 132%，支持更公平和有韧性的区块链系统。
引用
@article{arxiv.2504.14351,
title = {Decentralization in PoS Blockchain Consensus: Quantification and Advancement},
author = {Shashank Motepalli and Hans-Arno Jacobsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14351},
year = {2025}
}