在PoS中,總體獎勵將非常低;在eth2中,我們預計驗證者每年的獎勵等于ETH總供應量的?0.5-2%。網絡中驗證者質押的幣總量越多,收益率就越低。因此,可能要花上一個多世紀的時間才會出現幣的集中性程度翻倍,而在這樣的時間尺度上,其他方面的壓力可能會占主導地位。
原文標題:《WhyProofofStake(Nov2020)》撰文:VitalikButerin編譯:Unitimes_David
與PoW相比,PoS是一種更為卓越的區塊鏈安全機制,有三個關鍵原因。
01.PoS以相同的成本提供更高的安全性
最簡單的方法是將PoS和PoW從這個方面進行比較,即對于每天每1美元的區塊獎勵,攻擊網絡的成本是多少。
基于GPU的PoW
你可以廉價地租用GPU,因此攻擊網絡的成本僅僅是租用足夠的GPU算力以趕超現有礦工的成本。對于每1美元的區塊獎勵,現有的礦工應該會花費接近1美元的成本。因此,對于每1美元的區塊獎勵,攻擊者在攻擊網絡時只需要在短時間內花費超過1美元,且僅需要幾個小時。
攻擊總成本:?0.26美元,由于攻擊者可以獲得區塊獎勵,因此攻擊成本能降低為零。
數據:Vitalik相關巨鯨地址于2小時前將2013枚ETH轉入OKX:7月11日消息,據Lookonchain數據顯示,與Vitalik Buterin相關的0x9e92開頭巨鯨地址于2小時前將2013枚ETH(價值約合376萬美元)轉入OKX。據悉,Vitalik Buterin地址于2022年12月30日到2023年5月18日期間共計向0x9e92開頭地址轉賬22,300枚ETH(4160萬美元)。[2023/7/11 10:48:56]
基于ASIC的PoW
ASIC設備是一項資本成本:你購買一次ASIC設備,就可以預期它在大約2年內會有用,直到它磨損和/或被更新更好的硬件淘汰。如果一條區塊鏈受到51%的攻擊,社區可能會通過更改PoW算法做出響應,而你的ASIC將失去其價值。
平均而言,挖礦成本包括約1/3的持續性成本和約2/3的資本成本。因此,每天每1美元的區塊獎勵,礦工將在電力和維護方面每天花費約0.33美元,在ASIC方面每天的成本約0.67美元。假設一臺ASIC設備可以使用2年左右,那么礦工在一臺ASIC硬件上就需要花費486.67美元的成本。
攻擊總成本:486.67美元0.08美元=486.75美元
Vitalik:以太坊需要改進的不僅是協議的功能,需要對應用程序和錢包進行深度改變:金色財經報道,以太坊創始人Vitalik Buterin發布《The Three Transitions》文章。Vitalik稱,當以太坊從一個年輕的實驗性技術過渡到一個成熟的技術棧,能夠真正為普通用戶帶來開放、全球和無需許可的體驗,堆棧需要大致同時經歷三個主要的技術過渡:向L2擴展過渡,每個人都轉向Rollup;向錢包安全過渡,每個人都使用智能合約錢包;向隱私過渡,確保保護隱私的資金轉移可行。
由于上述原因,這三個轉變至關重要。但它們也具有挑戰性,因為要妥善解決這些問題需要密切協調。需要改進的不僅是協議的功能;在某些情況下,我們與以太坊交互的方式需要從根本上改變,需要對應用程序和錢包進行深度的改變。[2023/6/9 21:27:01]
話雖如此,值得注意的是,雖然ASIC提供這種更高的安全級別,付出的代價卻是很高的挖礦中心化,因為入場的障礙會變得非常高。
權益證明
權益證明(PoS)幾乎全部是資本成本(質押的幣),唯一的運營成本就是運行節點的成本。那么,為了獲取1美元/每天的獎勵,人們愿意質押多少資金呢?與ASIC設備不同,質押的幣不會貶值,當你想要結束質押時,你可以在一個短暫的資金提取延遲之后將幣取回。因此,PoS的參與者應該愿意為相同數量的獎勵支付更高的資本成本。
Vitalik Buterin證實自己正在幫助狗狗幣過渡至PoS網絡:2月1日消息,以太坊聯合創始人Vitalik Buterin最近在接受UpOnly采訪時證實自己正在幫助狗狗幣(DOGE)過渡至PoS網絡。Vitalik表示:“幾乎每一個主流區塊鏈現在都有向PoS過渡的計劃,狗狗幣也不例外。”(Finbold)[2022/2/1 9:26:31]
我們假設大約15%的回報率足以激勵人們參與PoS質押(這是eth2的預期回報率),那么1美元/每天的獎勵吸引的質押資金的價值,將相當于6.667年的質押收益,也即2433美元。
PoS節點的硬件和電力成本很小;一臺價值一千美元的計算機可以用于質押數十萬美元的存款,每月約100美元的電費和互聯網就足夠了。但是保守地講,我們可以說這些持續性成本大約是參與質押的總成本的10%,因此我們每天只有0.90美元的獎勵最終用于應對資本成本,因此我們確實需要將上述數字減少10%。
攻擊總成本:0.90美元/天*6.667年=2189美元
從長遠來看,隨著Staking變得更高效,且人們逐漸滿足于較低的回報率,預計攻擊成本會更高。我個人預計這個數字(攻擊總成本)最終會升至10,000美元左右。
Swingby與Waves計劃將LTC、BEP-2代幣和隱私幣連接到Gravity:Swingby和Waves聯合力量來增強其鏈間基礎設施,并將LTC、BEP-2代幣和隱私幣連接到Gravity及其各種目標鏈。Swingby和Gravity宣布達成合作,重點是將兩個為跨鏈交互設計的基礎設施結合起來,共同構建鏈間DeFi。(Globe Newswire)[2020/9/1]
請注意,獲得這種高級別安全性的唯一「成本」只是給你帶來了些許不便,即你參與Staking時無法隨意移動你質押的幣。甚至可能是這樣的情況,即公眾知道所有這些幣都被鎖定了,進而推動幣的價值上升,而社區中隨時準備用于進行生產性投資等目的的總金額(即質押幣的總量)保持不變!而在PoW中,維持共識的「成本」是大量消耗真實的電力。
更高的安全性還是更低的成本?
值得注意的是,有兩種方式可以利用這種在安全性成本方面實現的5-20倍的優勢。一種是保持區塊獎勵不變,從增長的安全性中獲益;另一種是大量減少區塊獎勵(從而減少共識機制的「浪費」)并使安全性級別保持不變。
兩種方式都可以。我個人更喜歡后者,因為正如我們將在下文講述的那樣,在PoS中,即便是成功的網絡攻擊,其帶來的損害也比在PoW中也小得多,并且更容易從攻擊中恢復!
花花公子宣布推出加密貨幣VIT:花花公子公司宣布將推出自己的加密貨幣VIT,作為其正在開發的在線支付錢包的一部分。該錢包將為該公司的數字媒體和休閑游戲業務提供服務,并將接受除自己以外的其他加密貨幣。昨日,花花公子宣布允許用戶使用加密貨幣支付成人內容。[2018/3/16]
02.PoS從攻擊中恢復要容易得多
在PoW系統中,如果區塊鏈受到51%的攻擊,你可以做什么呢?到目前為止,實踐中唯一的應對措施是「等到攻擊者感到無聊為止」。但這遺漏了一種稱為「spawncampingattack」攻擊的更為危險的攻擊的可能性,在這種攻擊中,攻擊者一遍又一遍地攻擊區塊鏈,其明確目標是使鏈條變得無用。
在基于GPU的系統中,沒有防御措施,一名持久的攻擊者可能很容易使區塊鏈永久性地無用。實際上,在最初的幾天之后,隨著礦工因為鏈受到攻擊無法獲得獎勵而退出,攻擊者的成本可能會變得很低。
在基于ASIC的系統中,社區可以響應第一次攻擊,但是之后再次繼續攻擊將變得很容易。社區將通過分叉更改PoW算法來應對第一次攻擊,從而「阻止」所有ASIC(包括攻擊者和誠實的礦工!)。但是,如果攻擊者愿意承擔那筆最初的費用,那么在那之后情況又回到了GPU的情況(因為沒有足夠的時間為新算法搭建和分布ASIC設備),因此不可避免地是,攻擊者此時將可以廉價地繼續進行攻擊。
但是在PoS情況下,情況要好得多。對于某些類型的51%攻擊(尤其是revert已經被敲定地區塊),PoS共識中有一個內置地「slashing」(罰沒)機制,通過該機制,攻擊者的大部分質押金可以自動被銷毀(其它非攻擊者地質押金不會受到影響)。
對于其他難以被監測到的攻擊,社區可以協調進行一次由較少用戶激活的軟分叉,在該分叉中,攻擊者的資金再次被大量銷毀(在以太坊中,這是通過「inactivityleakmechanism」機制完成的)。不需要采取「通過硬分叉來銷毀幣」;除了需要在UASF上進行協調以選擇少數區塊之外,其他所有操作都是自動化的,并且只需遵循協議規則即可執行。
因此,第一次攻擊PoS區塊鏈將使攻擊者損失數百萬美元,并且社區將在幾天之內重新恢復。第二次攻擊區塊鏈仍然會花費攻擊者數百萬美元,因為他們將需要購買新的幣來代替已經被銷毀的幣。而第三次將……花費數百萬美元。這場攻擊游戲(的成本和收益)非常不對稱,因此不受攻擊者的青睞。
03.PoS比ASIC更加去中心化
基于GPU的PoW在去中心化方面較為合理,因為獲得GPU并不難。但是基于GPU的挖礦在很大程度上未能滿足我們上面提到的「抵御攻擊的安全性」標準。
另一方面,基于ASIC的挖礦需要數百萬美元的資金才能入場。
這也是對常見的「PoS意味著富人變得更富」論點的正確回應:ASIC挖礦也意味著富人變得更富,這場游戲更傾向于富人。至少在PoS中,所需的最低投資額(質押門檻)非常低,并且在許多普通人的承受范圍內。
此外,PoS更具有抗審查性。GPU挖礦和ASIC挖礦都非常易于審查:它們需要大量的電力消耗、購買昂貴的硬件和使用大型倉庫。另一方面,PoS質押操作可以在不起眼的筆記本電腦甚至VPN上完成。
PoW可能存在的優勢
我發現PoW有兩個主要的真正優勢,盡管我認為這些優勢相當有限。
01.PoS更像是一個「封閉系統」,從長遠來看會導致更高的財富集中
在PoS中,如果你持有幣,你可以將幣進行質押以獲得更多的幣。在PoW中,你也可是賺取更多的幣,但你需要使用一些外部的資源來實現。因此,可以這么說,從長遠來看,PoS幣的分布可能會變得越來越集中。
我認為對此觀點的主要回應是,在PoS中,總體獎勵將非常低;在eth2中,我們預計驗證者每年的獎勵等于ETH總供應量的?0.5-2%。網絡中驗證者質押的幣總量越多,收益率就越低。因此,可能要花上一個多世紀的時間才會出現幣的集中性程度翻倍,而在這樣的時間尺度上,其他方面的壓力可能會占主導地位。
02.PoS需要「弱主觀性」,但PoW不需要
有關「弱主觀性」概念的介紹,請參見此處。本質上來說,某個節點首次上線,以及節點離線很長一段時間(比如數月)之后在任何后續時間再次上線,該節點必須找到某個第三方資源來確定正確的區塊鏈鏈頭。這個第三方可能是他的朋友,可能是交易所或者區塊鏈瀏覽器網站,或者客戶端開發者,或者許多其它參與者。PoW不存在此要求。
但是,可以說這是一個非常弱的要求。實際上,在這種程度上用戶已經需要信任客戶端開發人員和/或「社區」。至少,用戶需要信任某人來告訴他們協議是什么以及協議的任何更新。在任何軟件應用中,這都是不可避免的。因此,PoS施加的邊際附加信任要求仍然很低。
但是,即使上述這些PoS風險確實值得注意,在我看來,相比于PoS系統有著更高的效率以及更好的處理攻擊并從攻擊中恢復的能力,這些風險仍然是非常低的。
另請參閱我之前關于股權證明的文章。
ProofofStakeFAQAProofofStakeDesignPhilosophy
來源鏈接:vitalik.ca
以太坊
以太坊
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