POW:区块链入门 | 从攻击能量、防守能量来看 PoW与PoS谁更安全？_如何使用区块链技术

区块链领域的安全问题一直是大家讨论的焦点，Peter认为在设计一个较为安全的系统之前，首先要明确一下安全的定义，本文给出的是我自己的观点。我学术背景是电气自动化工程，职业背景是程序员，所以观点肯定是技术世界观的。根据这里给出的安全定义，能够解释我为何是一个POW的支持者，另外为何对某些POS项目表示怀疑。

安全的定义我自己的安全的定义是

防守能量和攻击能量比值。下面来解释一下。

首先，安全是一个能量问题。城墙修的再厚，如果有足够的炮火，一样可以把它打烂。这里防守能量是修筑城墙的能量，花的能量越多，城墙就能修的越高越厚。攻击能量是炮弹中保存的能量。另外一个例子，如果你理解密码学的话，就知道世界上没有不能破解的密码，只是因为很多密码的破解需要花费攻击者难以负担的能量消耗，所以才有被认为的暂时安全的密码存在。

尼日利亚机构拒绝区块链初创企业申请，称技术未获政府认可:金色财经报道，尼日利亚公司注册机构公司事务委员会（CAC）以区块链尚未得到尼日利亚政府认可为由拒绝了一家初创公司的注册申请。根据一份报告，这家正在为区块链游戏奖励建立 API 连接的未具名初创公司被告知，该机构只会在对区块链技术的引用得到解决后才会处理该应用程序。据报道，CAC 写道：“区块链尚未得到尼日利亚政府的认可，请删除。” 正如预期的那样，该决定激怒了尼日利亚区块链社区的一些成员。（news.bitcoin）[2021/10/22 20:47:51]

第二，安全是一个比值。工程上有个概念叫做安全系数，安全系数足够高，我们就认为系统是安全的。具体来讲，安全系数指的是安全程度的系数，是极限应力和许用应力的比值。举个简单的例子，一个载人的升降机，绳子的极限承受能力是10000千克，工程上一般载人的许用总重量就是1000千克，安全系数是10。这里，防守能量是绳子的粒子之间的引力，这个能量可以保证绳子不断。攻击能量是人身体带来的重力。

动态 | 以色列航运巨头Zim开放其电子提单区块链平台:据Cointelegraph消息，以色列航运巨头Zim现已开放其电子提单区块链平台。此前2017年消息，Zim与SPARX Logistics和Wave Ltd.合作，试点了该基于区块技术的电子提单项目。[2019/1/15]

第三，攻击收益为负的系统就认为是安全的。安全是一个相对概念，工程上认为，如果绳子用来载人，那么安全系数要达到10，而如果运输货物，安全系数为5就足够了。一个普通铁柜子，保存我的私人物品就认为是安全了，但是如果是保存一堆黄金，就不够安全。原理还是可以套用安全是个比值的这个思路，攻击潜在获利多，那么认为攻击能量就很大，所以防守能量也必须提高，才能保证安全。

现场 | 政府区块链协会东京分部部长Kohei Kurihara：日本政府业界共同完善监管、推进区块链发展:金色财经现场报道，7月3日，在东京成田举办的2018亚洲数字资产及区块链峰会上，政府区块链协会（GBA）东京分部部长Kohei Kurihara发表了以“日本的区块链治理和监管”为题的演讲，表示日本虽是加密货币的天堂，但日本对加密货币有很多限制，政府不仅制定相关监管措施，加密货币业界也在组成自律组织，推进日本加密货币监管政策的制定，从而促进业界发展。GBA是一个美国非盈利组织和国际专业协会，由个人和组织组成的会员组成，旨在促进区块链相关的解决方案，以满足政府的要求。[2018/7/3]

总结一下，安全是一个能量比值，攻击收益为负的系统，就认为是安全的。

金色财经现场报道 德丰杰创新龙脉基金合伙人 区块链技术使得商业趋于简化:金色财经现场报道，在新金融100人主题论坛上，德丰杰创新龙脉基金合伙人王岳华表示，区块链赋予了商业项目去中心化自组织管理的体系和工具，赋予了生态内用于流通和激励机制的代币，使得商业趋于简化。[2018/4/27]

世界上能否共存多个POW系统？

基于之前的安全定义，我自己是支持用POW去保证系统安全的。同时我也认为，这个世界上可以有多个POW的区块链同时存在。

POW的安全来自攻防能量对比。最著名的POW系统肯定是比特币了。比特币会以最长链作为最终的共识结果，矿工向哪个分叉上添加区块就相当于支持这条分叉成为最长链。这是用区块来进行投票的过程，而生成每一个区块都是有能量损耗的。这样，攻击者要攻击比特币网络，也一样要花费能量，51%攻击意味者，攻击者的能量水平高于全网其他诚实节点的能量之和的时候，攻击就会成功。结合咱们之前所说的，安全是攻击能量和防守能量对抗的思路，可以看出比特币的POW机制是完全符合本文对安全的定义的。所以说，POW的能耗不是白费，它的回报是安全。

另外一点，咱们的Andreas说过

可能我们这个世界只能负担的起一个POW系统我自己一开始也是这么认为，觉得什么事情都应该在比特币上做，不要另外再开新的POW的链。但是实际上，往比特币上堆太多功能会降低比特币的安全。于是大家还是启动了不少POW的链。以本文的逻辑推导，这个是可以接受的，理由如下。如果世界上只有一条POW的区块链，也就是比特币，那么比特币承载的价值就是全世界，那么要用全世界电力的50%以上去保护她，因为一旦攻击成功的收益就是全世界。但是，如果另外有一条POW链，承载了一部分价值，此时比特币承载的价值低了，那么对应的电力当然也可以分给另外的链一些。比特币不再承载全世界，意味着攻击收益就低了，对应攻击能量也会低，所以减少一些防守能量不会影响比特币的安全。

总结这部分，POW用能耗换来安全，不能算是浪费。建设多条POW链，不会降价任何一条的安全。

POS到底安全吗？

下面从反面来论述一下我的观点。POS是一种类似股东投票的共识机制，特点是不需要耗费能量。从前面的论述可以推论，POS肯定是值得研究的，但是不耗费能量的机制注定和安全无关。

首先展开聊一下为何POS不能保证安全。POS系统为安全支出的能量为0，意味着防守能量为0，那么不管攻击能量是多少，安全都为0。POS系统往往都设计的非常复杂，原因就是作恶是无利害的，投票既然没有成本，攻击者就可以为了自己利益的最大化去随意投票了，在此基础上去设置各种审查和惩罚也是治标不治本的。

POS的现实意义应该是有的，可以依托信任或者POW系统的安全来构建完整系统。但是，POS本身不提供安全，POS系统运行必须找到自己的安全基石。目前很多链把POS本身作为安全基石，然后在上面构建各种功能，个人认为这个思路是值得商榷的。

结论

区块链系统是复杂的，改变一个预置条件，可能结论就变了，所以我也会保留修改本文结论的权力。写作本文的目的是跟各位做一下思路上的沟通，希望我的思考过程能够有启发性。

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