POS:Vitalik 解釋為何權益證明 PoS 更安全

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。

Skale Network發布Levitation Protocol:金色財經報道，Skale Network 發布了 Levitation Protocol，一個零知識 (ZK) Rollup，旨在為以太坊開發人員提供新的擴展解決方案。[2023/6/2 11:53:37]

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

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。

Vitalik Buterin：支持薩爾瓦多總統可能是加密社區犯下錯誤行為的一個例子:金色財經報道，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin在最新媒體采訪時表示，支持薩爾瓦多總統Nayib Bukele可能是加密社區犯下錯誤行為的一個例子，薩爾瓦多選擇了“自上而下”采用比特幣的方式，比特幣社區“自然而然地喜歡所有支持比特幣的、有錢有勢的人”，這是愚蠢的，相比之下以太坊社區在選擇推廣和合作對象方面做得更好。（cryptoslate）[2022/11/21 22:11:31]

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。

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％。

聲音 | 以太坊創始人Vitalik Buterin：用異步交易解決跨分片交易:金色財經現場報道，6月29日在2019以太坊技術及應用大會上，以太坊創始人Vitalik Buterin指出，以太坊鏈被分為1024片，通過cross-link進行分片間的交流，每6分鐘每個分片發現其他分片的哈希值。信標鏈管理共識算法和跨分片的溝通。進一步提出了異步交易，第一步：一個A分片上發出交易，第二步：6分鐘片間交流傳播交易，第三步：在另一個B分片上記錄。[2019/6/29]

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。

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？

Vitalik為以太坊分片技術發布部分概念驗證:據coindesk報道，以太坊創始人Vitalik Buterin在發布 “分片即將到來”時分享了一個新的代碼庫，該代碼庫記錄了所謂的“分支選擇規則”的部分概念驗證，這是“以太碎片”如何與主區塊鏈相互作用的代碼。分片技術旨在將以太坊分成幾個并發網絡，從而使整個網絡更加高效地擴展。這將有助于 緩解 網絡面臨的擁塞，從而提高交易速度并降低成本。[2018/5/2]

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！

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。

V神(Vitalik Buterin)以太坊創始人針對特朗普稅改立法發表言論:

12月3日V神(Vitalik Buterin)在Twitter發表言論，表示與特朗普在稅改立法方案上持有不同的觀點，但是會進一步研究他們的想法和方案。并表示不支持以太坊社區被放逐，這句話有一些含沙射影的意思，但V神特表示這只是他個人的信仰，單純的表達不同意的方式，與仇視言論無關。[2017/12/3]

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

開放的分布式區塊鏈應用平臺，通過其專屬加密貨幣Ether以太幣提供去中心化的虛擬機，處理點對點合約。允許任何人建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用，沒有任何欺詐、審查、第三方監管。以太坊的概念首次在2013至2014年由維塔利克·布特林VitalikButerin受比特幣啟發后提出，旨在共同構建一個更全球化、更自由、更可靠的互聯網。以太坊EthereumETHERCERCERC20ERC721ERC以太坊查看更多

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