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》

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