本文译自 BitMEX Research 的一篇报告，原文链接：https://blog.bitmex.com/pow-vs-pos-economic-cost-to-attack/
摘要：本文比照了进犯 PoW（工作量证明）网络和进犯 PoS（权益证明）网络的经济本钱。咱们别离剖析了租借和购买算力/质押权益的本钱。咱们纠正了一个普遍的误解，即以为由于需求购买代币，PoS 网络的进犯本钱必定更高。咱们得出的定论是，理论上进犯这两类网络的本钱差异比许多人想象的要小。
概述
本文旨在剖析比较进犯 PoW 体系和 PoS 体系最经济的办法，特别是对进犯本钱进行最恰当的1对1比较。咱们之所以编撰这篇文章，是由于其他人现已做过一些比较，通常得出 PoS 体系更难进犯的定论，但咱们以为这些比较并非基于公平的1对1比照。在本文中，咱们着重区分租借和购买算力/质押权益这两种方法。咱们以为，在比较进犯的经济本钱时，需求先确认是考虑租借还是购买，然后再测验进行1对1比较。
思维试验
让咱们先进行一个思维试验。尽管这或许不太现实，但假定 Kamala Harris（卡玛拉·哈里斯）任命 Elizabeth Warren（伊丽莎白·沃伦）为副总统候选人，并且 Kamala Harris 在 2024 年美国总统大选中以压倒性优势获胜。这对加密钱银生态来说无疑是一个噩梦。除了作为副总统的常规职责外，咱们假定 Elizabeth Warren 还负责加密钱银事务。于是，她组建了一支反加密钱银部队，具有数十亿美元的预算，企图封闭加密钱银网络。
这个思维试验很有含义，由于加密钱银网络的规划初衷便是尽或许难以被封闭。那么，让咱们思考 Elizabeth Warren 将如何进行这些贵重且或许白费的进犯，以及它们的本钱是多少？接下来咱们将比照进犯比特币和进犯以太坊的本钱。
全节点和共同规矩
许多人以为，与以太坊比较，比特币的一个中心优势在于其具有许多全节点。这些节点尽管与区块出产无关，但在履行共同规矩方面发挥着要害作用。重要的是，这些节点的运转本钱很低。许多比特币用户运转这些节点，将它们连接到钱包，并且构成了一种文化：除非整个社区达成了压倒性的共同，不然不会由于共同规矩的更改而晋级这些客户端。以太坊中不存在这样的情况。
在本文中，咱们将测验暂时疏忽比特币的这个显着优势，而专注于进犯 PoW 和 PoS 网络的理论本钱。理论上，以太坊也能够培养出与比特币相似的履行共同规矩的文化和网络。PoS 本身并不阻碍这一点，只不过运转一个彻底验证的以太坊全节点更贵重，由于需求验证与质押进程相关的签名。在某种程度上，疏忽这一缺点，这便是钢铁般的以太坊。
另一个需求解决的问题是，在回应咱们下面将概述的一些基本进犯时，以太坊社区的许多人表明，社区会经过共同规矩更改来罚没进犯者的质押权益。就本文而言，咱们将假定比特币和以太坊都无法有效地做到这一点。另一个考量是，进犯者或许会成功地强制和谐和中心化，这是一些人或许想要防止的。或许咱们考虑的是未来，届时这两个协议都现已僵化，无法在不构成严重割裂的情况下和谐协议的规矩改动。
进犯本钱
假定比特币价格为 60,000 美元，区块奖励为 3.125 BTC，考虑适度的买卖费用，这意味着比特币矿工的年收入约为 100 亿美元。咱们以为，这是要害的安全方针，也是最重要的单一安全方针。比特币矿工每年的花费挨近 100 亿美元，假如你想进犯比特币，你或许需求与之匹配。但与之匹配到底意味着什么呢？在本文中，咱们将在租借和购买之间进行剖析。
租借
进犯 PoW 网络最廉价的办法是租借算力。理论上，假如矿工的年收入为 100 亿美元，那么只需你给他们的年收入略高于 100 亿美元，具有经济理性的矿工就会愿意把算力租给你。这样的假定或许不太现实，因而，咱们假定你需求支付 20% 的溢价来招引矿工，即每年 120 亿美元。当然，你实践上并不需求每年花费 120 亿美元，由于租到算力后，你每年能够获得 100 亿美元的收入。因而，能够说，租借整个比特币算力的净本钱仅为每年 20 亿美元。
现在，假如你是 Elizabeth Warren，你当然只需求 51% 的算力就能发动进犯，让链上充溢空区块。另一方面，当成功进行这种进犯时，咱们能够假定比特币的价格会急剧跌落。因而，这种进犯的净本钱或许是每年 60 亿美元，即以 20% 的溢价租借一半的算力。
相同的逻辑也适用于质押权益。假如以太坊的总质押权益会带来每年 30 亿美元的收入，那么具有经济理性的质押者应该愿意抛弃直接质押，以交换每年 30 亿美元的收入。相同，与 PoW 一样，咱们也需求假定存在 20% 的溢价，即每年 36 亿美元。这意味着租借所有质押权益的净本钱为每年 6 亿美元。或者，假如想要进犯，或许只需求三分之一的质押权益，所以每年仅需 12 亿美元就能够使 PoS 网络彻底停止。
因而，咱们以为，在考虑进犯的经济本钱时，一个要害的可比较方针是比特币每年 50 亿美元对以太坊每年 12 亿美元。假如将市值正常化，进犯本钱大致相同，比特币大约是以太坊的三倍。这当然不是一个完美的比较，但在咱们看来，在企图进行同类比较时，这现已是最好的比照了。当然，这其间还有许多变动因素，包含比特币挖矿收入的可继续性，与以太坊永久发行构成比照。但是，这不一定是 PoW 与 PoS 的固有特征，理论上，PoW 币也能够有永久发行，或者 PoS 币也能够测验彻底从买卖费用中获得质押收入。
至于这种租借算力/质押权益进行进犯的可行性，比特币玩家和以太坊玩家不必过于担心 Elizabeth Warren。这种进犯有些不切实践。事实上，假如进犯开端，财物所有者能够收回他们的算力或质押权益。财物所有者或许会担心，假如网络遭到进犯，他们的财物价值或许会下降。当然，在这一点上，以太坊和质押权益似乎更有优势。质押的 ETH 价值 1000 亿美元，超越了比特币挖矿财物的价值。不过，尽管这个 1000 亿美元的数字很重要，但在咱们看来，它不是与比特币进行比较的要害方针，年收入更为要害。另一方面，现在排名靠前且现已上市的比特币矿商的市值约为 280 亿美元。这些矿商操控了大约三分之一的比特币算力，因而实践上与 1000 亿美元估值的质押 ETH 的确十分挨近。另一方面，这些现已上市的比特币矿商或许会由于 "转向 AI" 的叙事而被高估。同时请记住，比特币的市值是以太坊的三倍多。因而，即便在核算中包含了这些已上市的矿商，以太坊在这一财物价值方针上依然胜出至少三倍，以百分比核算。以太坊质押者的确有更多的利害关系，这很重要，或许是仅次于年收入的第二重要方针。
上述剖析的一个小问题是，非托管算力租借相对简略。矿工能够在互联网上向承租人供给某种方式的硬件操控权（有限制），然后在进犯产生时取消承租人的访问权。以彻底非托管的方法租借你的质押权益并不一定可行，这或许是一个优势，由于这会让质押者更不愿意租借他们的质押权益，由于危险更大。另一方面，这对 PoS 体系来说并不是什么优势，假如矿工租借算力的方法很简单被撤销，那么就不需求担心继续进犯的危险了。当然，非托管质押服务也有很大的优点，人们期望树立这样的服务（以太坊的竞品宣称它们现已树立），让质押体系总体上更具弹性，但咱们以为，有必要始终存在许多的危险，由于罚没危险有必要足够大，质押才有含义。
购买和建造
下一种类型的进犯触及实践购买和建造，包含购买挖矿硬件、设备和电力，或购买质押权益。咱们首要考虑购买质押权益。
假如 Elizabeth Warren 的反加密钱银部分想要进犯以太坊，她能够测验购买三分之一的 ETH 质押权益，然后封闭网络。现在，三分之一的 ETH 质押权益价值 330 亿美元。当然，假如有人企图购买这么多的 ETH，尤其是美国政府，那么价格就会暴涨，因而购买的本钱将远远超越 330 亿美元。因而，这将是一次十分贵重的进犯，在咱们看来，本钱或许高达 1000 亿美元。假如进犯到达意图，以太坊当然或许会失利，但一些以太坊用户会在这一进程中变得赋有。这种进犯对生态体系的影响将是巨大的，以太坊竞品的代币价格将出现大幅反弹。现在以太坊被摧毁了，投机者会企图确认哪种币将取代以太坊。更有趣的是，投机者会企图预测 Elizabeth Warren 下一步会投入到哪种 PoS 币。因而，这种进犯会适得其反，或许达不到 Elizabeth Warren 的意图。
接下来要考虑的是对手企图在 PoW 币中购买算力并到达 51%，以出产空块。要到达 51%，本钱或许十分贵重，并且需求相当长的时刻，或许需求数年。这将触及购买挖矿硬件、购买挖矿设备、购买电力以及雇用人员运营这些设备和保护挖矿硬件。重要的是要记住，新技术正在不断发展，新设备正在上线，新的 ASIC 正在制作，新的挖矿芯片正在研发。为了让对手到达 51%，或许还需求参与并赞助芯片研发和 ASIC 制作。上述许多进程危险极大，履行危险也相当大。政府在办理这些危险和履行方面的效能和效率或许远不如私营部分。因而，政府或许需求比私营部分多花费许多才干有把握到达 51%。由于所触及的复杂性和危险，政府或许需求花费至少是私营部分的两倍，乃至更多。在咱们看来，这或许导致几年内的本钱挨近 1000 亿美元，与购买以太坊三分之一质押权益的本钱差不多或略低，但履行危险或许比购买质押权益大得多。这是极其贵重的。相同，这样做也会适得其反，由于这会构成许多的动力糟蹋，与 Elizabeth Warren 的表面方针未必共同。当然，政府的一个优势是，假如私营部分发现了政府的计划，私营部分或许会因预期投资回报率下降而削减开支，从而使进犯变得更廉价。
在这里，PoW 体系的一个要害因素是，进犯者或许需求长时刻继续花费资金来保护和保持进犯，而关于 PoS 体系来说，这主要是一次性本钱。比特币极点主义者能够耐性等待任何进犯完毕。进犯者终究或许会失去对算力的操控，网络或许会康复。另一方面，在 PoS 体系中，一旦进犯者具有三分之一的质押权益，或许他们就能永远杀死这条链。当然，也或许会有一个硬分叉来罚没进犯者的资金，就像 PoW 体系能够硬分叉来改动哈希算法一样。但假定没有共同规矩的改动，PoW 体系的优势在于进犯者有必要继续付出代价来保持进犯，或许是无限期的。这与 PoW 支持者以为的 PoS 体系的一个要害缺点有些相关，即缺少与现实国际的锚定。
没收危险
Elizabeth Warren 能够采取的一种更可行的进犯方法是企图用武力或法律手段没收三分之一的质押权益或没收一半的算力。这种做法不在本文的讨论范围之内，本文的重点是讨论更典型的进犯方式的经济本钱。不过，什么更简单被没收还是值得考虑的。就危险而言，从运用自己的物理硬件的小型自托管质押者那里没收质押权益，难度可想而知。搬运质押权益就像搬运私钥一样简略，并且很简单在不被发现的情况下跨境搬运。这与挖矿硬件构成鲜明比照，后者在运输进程中能够被发现和扣押。另一方面，假如质押是经过受监管的托管服务进行的，这似乎比没收挖矿财物更简单。因而，不难理解，从根本上说，挖矿的安全性取决于挖矿财物是否散布在多个司法管辖区，矿场规划是否尽或许小。相同，质押的安全性取决于用户是否运用自己的硬件进行自主质押。
当然，假如 Elizabeth Warren 真的没收了大部分算力，这些挖矿财物或许会跟着时刻的推移而退化和恶化，而其他人则能够树立基础设备，这样网络总有一天能够康复。比较之下，假如对手获得了 33% 的质押权益，那么 PoS 链就或许永远完蛋了。在 PoW 体系中，你至少有时机等待进犯完毕，脱节曩昔的负担，并康复网络。
定论
一般以为，假如对 PoW 网络和 PoS 网络的进犯本钱进行基本核算，PoS 网络的进犯本钱要高得多。实践上，在对本钱进行不彻底的同类比较时，两者的差异比许多人预期的更小，质押权益体系的进犯本钱仅略高。总的来说，咱们的逻辑基于以下假定：要组织 PoS 网络，你需求三分之一的质押权益，而不是 PoW 网络的 50%；树立和保护算力比树立质押权益有更多的履行危险。归纳起来，这些因素减轻了在市场上购买许多代币的较高本钱。
无论人们如何看待 PoS 或 PoW 体系对经典经济进犯的抵抗力，为了使这些网络在资源足够的国家进犯下生存，挖矿财物和质押署理的散布是要害。不幸的是，以太坊和比特币在这方面都还有改善空间。从长远来看，抵抗审查或许取决于质押服务供给商的经济激励，以及全球范围内廉价、可靠动力的散布。
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