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POS:金色荐读 | Vitalik亲笔撰文:为什么选择PoS机制?_POW

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时间:1900/1/1 0:00:00

本文由“BifrostFinance”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,特此推荐此文。

前言:VitalikButerin于2020年11月6日在Twitter发布了一篇名为:"WhyProofofStake?(Nov2020)"?的文章。V神认为,PoS共识机制下的区块链网络,?比PoW更安全,面临攻击的防御措施比后者更完善,且参与验证的门槛更低。

为什么选择ProofofStake(PoS)?

相较于PoW共识机制,PoS是一种更优的区块链安全机制,主要有三个原因:

1.PoS在相同的成本下更安全

最简单的比较方法就是将两者并列,看看每天每$1的区块奖励下攻击一个网络的成本是多少。

基于GPU挖矿的PoW?

租用GPU是很便宜的,所以攻击网络的成本只是租到足够的GPU超越现有矿工的成本。每$1的出块奖励,现有矿工应该花费$1左右的成本。因此,攻击网络只需要每天暂时花费超过$1,而且只需要几个小时。

金色热搜榜:EKT居于榜首:根据金色财经排行榜数据显示,过去24小时内,EKT搜索量高居榜首。具体前五名单如下:EKT、BNB、HPT、OKB、SOC。[2020/10/13]

攻击总成本:约$0.26(假设攻击时间为6小时),随着攻击者获得出块奖励,有可能降至零。

基于ASIC芯片挖矿的PoW

ASIC芯片是一种资金成本,可以预期它在磨损、或被更好的硬件淘汰之前还能用2年左右。如果一条链遭到51%攻击,社区很可能会通过改变PoW的算法来应对,如此ASIC芯片将失去价值。平均来说,挖矿约1/3的持续成本和2/3的资金成本。因此,每天每?$1的出块奖励,矿工将花费约?$0.33的电费维护费,还有约?$0.67的ASIC成本。假设一个ASIC芯片的寿命约为2年,那么矿工需要在该数量的ASIC硬件上花费$486.67。

攻击总成本:$486.67?$0.08=?$486.75

不仅使用ASIC芯片挖矿的PoW中攻击成本变高了,提供这种高成本攻击防范的同时使得整个网络趋于中心化,因为矿工加入的门槛也变高了。

金色晚报 | 6月20日晚间重要动态一览:12:00-21:00关键词:李礼辉、乌兹别克斯坦、朝鲜、内蒙古

1. 李礼辉:央行法定数字货币可能采用“账户松耦合”方式;

2. 数据:比特币“已实现市值”创历史新高;

3. 内蒙古自治区强调要引进一批区块链等领域优质企业项目;

4. 分析师Max Keiser:当美元出现崩溃时预计比特币价格将达到40万美元;

5. Guardian Circle创始人:银行的介入有利于比特币的发展;

6. IOTA基金会宣布将于6月底发布Goshimmer V.0.2版本;

7. 前高盛高管:比特币已准备好反弹,美元疲软将推动BTC创新高;

8. 乌兹别克斯坦一居民涉嫌非法交易300万美元比特币而面临监禁;

9. 安全公司:朝鲜黑客组织Lazarus设计网络钓鱼攻击计划,涉及500万人。[2020/6/20]

权益证明?PoS

权益证明中几乎全部是资金成本,唯一的运营成本是运行节点的成本。现在,大家愿意锁定多少资本来获得每天$1的奖励呢?与使用ASIC不同的是,存入的币不会发生折旧,当质押完成后,经过短暂的等待期便可以取回质押的币。因此,参与者应该愿意为同样数量的奖励支付更高的资金成本。

金色相对论 |?Blockstream缪永权:闪电网络不需要大众的共识来进行代码修改:在本期金色相对论之“闪电网络:Hello,TPS”上,金色财经合伙人佟扬对话Blockstream首席战略官缪永权,针对目前闪电网络是否已经足够安全的问题,缪永权表示,多一层代码其实是多一层安全。就和互联网一样,比特币的开发也是一层一层来的。互联网拥有5层:物理层、链路层、网络层、传输层和应用层。你能看到的这段话其实是在应用层上。在比特币的第1层里,矿工进行挖矿,交易一般在10分钟内得到确认。比特币的第2层上则有闪电网络以及侧链,例如Liquid网络。在第1层上开发必须小心谨慎地进行,因为稍有不慎就有可能毁掉整个网络。像比特币这么大规模的网络,如果在第1层上出问题,则后果不堪设想。而在第2层上,我们可以更快地进行创新和升级。如果第2层上出了什么问题影响也没这么大,因为第1层还是完整的。闪电网络的设计非常巧妙,并且包含了故障保险,即使代码出现问题,也只会带来较小的故障,而不会有资产损失的风险。更好更安全的设计也能够很快地进行安装,因为不需要大众的共识来进行代码修改。[2019/3/7]

我们假设,约15%的回报率足以激励人们去押注。那么,每天?$1的奖励将吸引6.667年的存款回报,即?$2433。一个节点的硬件和电费成本很少,而一台千元电脑的成本可支持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。但保守的说,这些持续成本占到了质押总成本的10%左右,所以每天只有约?$0.9的奖励,最终对应的是资金成本,所以需要把上面的数据减少约10%。

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攻击总成本:$0.9每天*6.667年?=$2189

从长远来看,随着质押率的提高,这一成本预计会更高。我个人预计这个数字最终会上升到$10000左右。

维持这种安全体系唯一的“成本”只是在于押注中的资产不具有流动性。甚至可能会出现这样的情况:公众知道这些资产都被锁起来会导致币价上升,所以在社区里漂浮着准备进行投资的资金总量保持不变!而在PoW中,维持共识的“成本”是消耗大量的电力。

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安全性更高还是成本更低?

有两种方式可以在低成本中实现5-20倍的安全增益。一种是保持出块奖励不变,从提高安全性中获益;另一种是大规模减少出块奖励,保持安全水平不变。

两种方式都可以。我个人更倾向于后者,因为我们在下面会看到,在权益证明中,即使是成功的攻击也比工作量证明的攻击危害要小得多,也容易恢复得多!

2.在PoS共识机制下,受到攻击更容易恢复。

在PoW网络中,如果你的链受到链51%攻击,你都能做什么?到目前为止,实践中唯一的应对措施就是"等到攻击者主动撤销攻击"。但这忽略了一种更危险的攻击可能性,这种攻击叫做产卵营攻击,攻击者一次又一次地进行攻击,目的很明确,就是为了使整条链瘫痪。

在一个基于GPU的系统里,没有任何防御措施,一个持久性的攻击者可以轻而易举地使整条链永久瘫痪。事实上,在进行攻击的几天后,攻击者的成本可能降至非常低,因为诚实的矿工无法在被攻击的链中得到出块奖励,从而退出。

在基于ASIC的系统中,社区可以应对第一次攻击,但随后又变得束手无策。首先社区会通过硬分叉改变PoW算法来应对第一次攻击,从而将所有ASIC“锁定”。但如果攻击者愿意承受这最初的费用,在这之后情况就会恢复到与GPU的情况一样,所以攻击者可以廉价地继续产卵营攻击,这是不可避免的。

当然在PoS的情况下会好很多。对于某些类型的51%攻击,在权益证明中有一个内置的“惩罚”机制,通过这个机制,攻击者的大部分股权将被自动销毁。对于其他更难发现的攻击,社区可以在少数用户激活的软分叉上进行协调,攻击者的资金再次被大部分销毁。不需要明确的"硬分叉货币消除",除了要求在UASF上协调选择少数区块外,其它都是自动的,只需要按照协议规则执行即可。

因此,第一次攻击该链将使攻击者损失数百万美元,而社区将在几天内恢复正常。第二次攻击仍然会让攻击者损失数百万美元,因为他们需要购买新币来替换被销毁的旧币,而第三次则会花费更多的成本。这个游戏是不对称的,对攻击者非常不利。

3.相比ASIC,PoS更加去中心化。

基于GPU挖矿的PoW是合理去中心化的,得到一个GPU并不难。但基于GPU的挖矿在我们上面提到的"安全性"标准上基本不合格。而基于ASIC的挖矿,则需要几百万美元的资金才能进入。

这也是常见的"权益证明意味着富人更富"论点的正确答案。ASIC的挖矿也意味着富人更富,而且这个游戏只限于富人。至少在PoS中,质押所需的最低金额相当低,很多普通人都能承受。

另外,PoS更耐审查。GPU和ASIC挖矿都是非常容易被发现的:它们需要大量的电力消耗、昂贵的硬件采购和大型仓库。而PoS则可以在一台不起眼的笔记本电脑上完成,甚至可以通过VPN完成。

PoW的优势

我认为PoW有两个真正优势,尽管我认为这些优势很薄弱。

1.PoS更像是一个"封闭的系统",财富集中需要很长时间。

在PoS中,如果你有一些币,你可以质押它们获得更多的奖励。在PoW中,你可以不停赚取更多奖励,但你需要更多外部资源。因此,我们可以说从长期来看,PoS?中币的分配有可能变得越来越集中。

在PoS中普遍的奖励很低;在以太坊2.0中,我们预计每年的验证人奖励相当于?ETH?的总供应量约0.5-2%,而验证人越多,利息就越低。因此,集中化可能需要一个多世纪的时间才能翻倍,而在这样的时间尺度上,其它的压力很可能会占据主导地位。

2.?PoS需要"弱主观性",PoW则不需要

关于"弱主体性"的概念,。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间后上线时,该节点必须找到一些第三方来源来确定正确的链头。这可能是他们的朋友、交易所、区块搜索网站、客户端开发者等等。但PoW没有这个要求。

可以说这个要求很容易实现,用户需要在某种程度上信任客户端开发者或社区所提供的内容。至少,用户需要相信有人来告诉他们协议是什么,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。因此,PoS所带来的边际额外信任要求还是相当低的。

即便此间可能确实存在一定风险,但我还是相信PoS网络拥有远超于PoW?网络的效率以及恢复能力。

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

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