Vitalik亲笔撰文：为什么选择PoS机制？

本文由“Bifrost Finance”的“Tyronepan”翻译，金色财经于10月8日发布，为了让读者更好的了解PoS与PoW，特此引荐此文。

前语：Vitalik Buterin于2020年11月6日在Twitter发布了一篇名为: "Why Proof of Stake? (Nov 2020)" 的文章。V 神以为， PoS （权益证明）一致机制下的区块链网络， 比PoW （工作量证明）更安全，面对进犯的防护办法比后者更完善，且参与验证的门槛更低。

为什么挑选 Proof of Stake (PoS)?

相较于 PoW（工作量证明）一致机制，PoS是一种更优的区块链安全机制，主要有三个原因：

1. PoS 在相同的本钱下更安全

最简略的比较办法就是将两者并列，看看每天每 $1 的区块奖赏下进犯一个网络的本钱是多少。

• 根据 GPU 挖矿的 PoW 

租用 GPU 是很廉价的，所以进犯网络的本钱仅仅租到满足的 GPU 超越现有矿工的本钱。每 $1 的出块奖赏，现有矿工应该花费 $1 左右的本钱（假如花费多了，矿工会由于无利可图而退出；假如花费少了，新的矿工能够加入进来，获取高额利润）。因而，进犯网络只需求每天暂时花费超越 $1 ，并且只需求几个小时。

进犯总本钱：约 $0.26 (假定进犯时刻为6小时)，随着进犯者获得出块奖赏，有或许降至零。

• 根据 ASIC 芯片挖矿的 PoW

ASIC 芯片是一种资金本钱，能够预期它在磨损、或被更好的硬件淘汰之前还能用 2 年左右。假如一条链遭到 51% 进犯，社区很或许会通过改动 PoW 的算法来应对，如此 ASIC 芯片将失掉价值。平均来说，挖矿约 1/3 的持续本钱和 2/3 的资金本钱。因而，每天每 $1 的出块奖赏，矿工将花费约 $0.33 的电费+保护费，还有约 $0.67 的 ASIC 本钱。假定一个 ASIC 芯片的寿数约为 2 年，那么矿工需求在该数量的 ASIC 硬件上花费 $486.67 。

进犯总本钱：$ 486.67（ASIC）+ $0.08（电费+维修费）= $ 486.75

不仅使用 ASIC 芯片挖矿的 PoW 中进犯本钱变高了，提供这种高本钱进犯防范的同时使得整个网络趋于中心化，由于矿工加入的门槛也变高了。

• 权益证明 PoS

权益证明中几乎全部是资金本钱（存入的币），仅有的运营本钱是运转节点的本钱。现在，大家乐意确认多少资原本获得每天 $1 的奖赏呢？与使用 ASIC 不同的是，存入的币不会发生折旧，当质押完结后，通过短暂的等候期便能够取回质押的币。因而，参与者应该乐意为同样数量的奖赏支付更高的资金本钱。

咱们假定，约 15% 的回报率足以鼓励人们去押注（这就是以太坊 2.0 的预期回报率）。那么，每天 $1 的奖赏将吸引 6.667 年的存款回报，即 $2433。一个节点的硬件和电费本钱很少，而一台千元电脑的本钱可支撑质押几十万元美元的资金，每个月约 $100 的电费和网费足以满足这样的需求。但保存的说，这些持续本钱占到了质押总本钱的 10% 左右，所以每天只有约 $0.9 的奖赏，终究对应的是资金本钱，所以需求把上面的数据削减约 10% 。

进犯总本钱：$0.9每天*6.667年 = $2189

从长远来看，随着质押率的提高，这一本钱估计会更高。我个人估计这个数字终究会上升到 $10000 左右。

坚持这种安全体系仅有的“本钱”仅仅在于押注中的财物不具有流动性。乃至或许会出现这样的状况：大众知道这些财物都被锁起来会导致币价上升，所以在社区里漂浮着预备进行投资的资金总量坚持不变! 而在 PoW 中，坚持一致的“本钱”是耗费大量的电力。

• 安全性更高仍是本钱更低？

有两种方法能够在低本钱中完结 5-20 倍的安全增益。一种是坚持出块奖赏不变，从提高安全性中获益；另一种是大规模削减出块奖赏（然后削减一致机制的“糟蹋”），坚持安全水平不变。

两种方法都能够。我个人更倾向于后者，由于咱们鄙人面会看到，在权益证明中，即使是成功的进犯也比工作量证明的进犯危害要小得多，也简单康复得多!

2. 在PoS一致机制下，遭到进犯更简单康复。

在 PoW 网络中，假如你的链遭到链 51% 进犯，你都能做什么？到目前为止，实践中仅有的应对办法就是 "比及进犯者主动吊销进犯"。但这忽略了一种更风险的进犯或许性，这种进犯叫做产卵营进犯（Pawn Camping Attack），进犯者一次又一次地进行进犯，目的很清晰，就是为了使整条链瘫痪。

在一个根据 GPU 的体系里，没有任何防护办法，一个持久性的进犯者能够轻而易举地使整条链永久瘫痪（或许切换到 PoS 或 PoA ）。事实上，在进行进犯的几天后，进犯者的本钱或许降至十分低，由于诚笃的矿工无法在被进犯的链中得到出块奖赏，然后退出。

在根据 ASIC 的体系中，社区能够应对第一次进犯，但随后又变得束手无策。首先社区会通过硬分叉改动 PoW 算法来应对第一次进犯，然后将一切 ASIC （进犯者的和诚笃矿工的）“确认”。但假如进犯者乐意接受这开始的费用，在这之后状况就会康复到与 GPU 的状况一样（由于没有满足的时刻来构建和为 ASIC 分发新算法），所以进犯者能够廉价地持续产卵营进犯，这是不可避免的。

当然在 PoS 的状况下会好很多。关于某些类型的 51% 进犯（特别是回滚终究确认的区块），在权益证明中有一个内置的“惩罚（Slashing）”机制，通过这个机制，进犯者的大部分股权（并不包括其他人的）将被主动毁掉。关于其他更难发现的进犯（51%的联盟检查- A 51% coalition censoring everyone else），社区能够在少量用户激活的软分叉（UASF）上进行协调，进犯者的资金再次被大部分毁掉（在Ethereum中，这是通过 "Inactivity Leak Mechanism" 完结的）。不需求清晰的 "硬分叉货币消除"，除了要求在 UASF 上协调挑选少量区块外，其它都是主动的，只需求按照协议规矩执行即可。

因而，第一次进犯该链将使进犯者丢失数百万美元，而社区将在几天内康复正常。第2次进犯仍然会让进犯者丢失数百万美元, 由于他们需求购买新币来替换被毁掉的旧币，而第三次则会花费更多的本钱。这个游戏是不对称的，对进犯者十分晦气。

3. 比较 ASIC，PoS 更加去中心化。

根据 GPU 挖矿的 PoW 是合理去中心化的，得到一个 GPU 并不难。但根据 GPU 的挖矿在咱们上面提到的 "安全性 "标准上根本不合格。而根据 ASIC 的挖矿，则需求几百万美元的资金才干进入（假如你从别人那里购买 ASIC，大多数时候，矿机制造公司的获利要更多）。

这也是常见的 "权益证明意味着有钱人更富 "论点的正确答案。ASIC 的挖矿也意味着有钱人更富，并且这个游戏只限于有钱人。至少在 PoS 中，质押所需的最低金额适当低，很多普通人都能接受。

别的，PoS 更耐检查。GPU 和 ASIC 挖矿都是十分简单被发现的：它们需求大量的电力耗费、昂贵的硬件收购和大型仓库。而 PoS 则能够在一台不起眼的笔记本电脑上完结，乃至能够通过 VPN 完结。

PoW的优势

我以为 PoW 有两个真实优势，尽管我以为这些优势很薄弱。

1. PoS 更像是一个 "关闭的体系"，财富集中需求很长时刻。

在 PoS 中，假如你有一些币，你能够质押它们获得更多的奖赏。在 PoW 中，你能够不断赚取更多奖赏，但你需求更多外部资源。因而，咱们能够说从长时间来看，PoS 中币的分配有或许变得越来越集中。

在 PoS 中遍及的奖赏（验证人收入）很低；在以太坊 2.0 中，咱们估计每年的验证人奖赏适当于 ETH 的总供应量约 0.5-2% ，而验证人越多，利息就越低。因而，集中化或许需求一个多世纪的时刻才干翻倍，而在这样的时刻尺度上，其它的压力（人们想要花钱、把钱分配给慈善机构或子女之间等）很或许会占有主导地位。

2. PoS需求 "弱主观性（weak subjectivity）"， PoW则不需求

关于 "弱主体性 "的概念，（请看V神的原文介绍）。本质上，当一个节点第一次上线，或任何一个节点在离线很长一段时刻（即多个月）后上线时，该节点有必要找到一些第三方来源来确认正确的链头。这或许是他们的朋友、交易所、区块查找网站、客户端开发者等等。但 PoW 没有这个要求。

能够说这个要求很简单完结，用户需求在某种程度上信赖客户端开发者或社区所提供的内容。至少，用户需求信任有人（通常是客户端开发者）来告知他们协议是什么，以及协议的任何更新。这在任何软件应用中都是不可避免的。因而，PoS 所带来的边际额定信赖要求仍是适当低的。

即使此间或许确实存在必定风险，但我仍是信任PoS网络具有远超于 PoW 网络的功率以及康复能力。

原文链接：https://vitalik.ca/general/2020/11/06/pos2020.html

视野开拓

而我还愿意承认这一事实，欲望有时牵涉到沉迷，引起自我中心主义，或敲响辛酸的音符。我怀疑，如果人类这样一路随着欲望狂奔的话，最后可能进入一个死胡同。追逐欲望、为胃口所驱使的消费社会于个性文化均会碰壁。从这种意义上说，今天我们应该将价值赋予可接受的质量：节制、让步以及超然的理性。接受会不会是一种具有更高一级自由的形式呢？接受包含着屈从和轻度不满，而提高接受宽度则会将二者彻底消除。-《MUJI 無印良品》