POS:Vitalik：以太坊從PoW轉向PoS的三大關鍵原因

譯者前言：在以太坊2.0存款合約正式發布之后，以太坊朝著PoS系統的轉變邁出了一大步，而以太坊聯合創始人VitalikButerin在其新發表的文章中，總結了以太坊從當前的PoW系統切換到PoS系統的理由，在他看來，在相同成本條件下，PoS提供了更好的安全性，從而可以抵御潛在的攻擊，此外，PoS系統在遭受攻擊后能夠更快恢復，而最后一個優勢，則是PoS相對于ASIC挖礦更去中心化，盡管如此，Vitalik也提到了PoW系統可能存在的兩大優勢，但這些優勢仍不足以讓以太坊停留在PoW系統。

與工作量證明共識機制相比，權益證明是一種更優越的區塊鏈安全機制，主要原因有三：

1、在相同成本條件下，PoS提供了更好的安全性

最簡單的方法，就是把PoW和PoS放在一起，看看在區塊獎勵為每天1美元的網絡中，進行一次攻擊的成本。

基于GPU的工作量證明

Vitalik Buterin：賬戶抽象可簡化用戶體驗，同時增強以太坊的靈活性和適用性:7月18日消息，以太坊創始人Vitalik Buterin在以太坊巴黎EthCC會議上，詳細闡述了賬戶抽象的歷史及最新進展。Vitalik強調了賬戶抽象的重要性，這一特性可為智能合約賬戶和普通賬戶提供統一的交互界面，從而簡化用戶體驗，同時增強以太坊的靈活性和適用性。[2023/7/18 11:02:52]

你可以便宜地租用GPU，所以攻擊網絡的成本只是租用足夠的GPU功率以超過現有的礦工成本。對于每1美元的區塊獎勵，現有礦工的成本支出應接近1美元。因此，攻擊網絡的花費并不會很高，而且只需要進行幾個小時的時間。

總攻擊成本：假設進行6小時的攻擊，大約為0.26美元，當攻擊者獲得區塊獎勵時，有可能降低為零。

基于ASIC的工作量證明

ASIC是一種資本成本：當你買了一臺ASIC礦機，你就可以期望它能在2年內使用，直到它磨損或被更新、更好的硬件淘汰。如果一條區塊鏈受到51%攻擊，社區可能會通過更改PoW算法來響應，而你的ASIC礦機就會失去其價值。平均而言，在挖礦成本當中，持續成本約占1/3，資本成本約為2/3（請參閱這篇

RSS3研發的“Web3 User Activity”插件在ChatGPT商店中上線:6月21日消息，RSS3團隊宣布，由他們研發的一款名為“Web3 User Activity”的插件已經在ChatGPT商店中正式上線。“Web3 User Activity”插件搜集整合鏈上信息，并提供給ChatGPT。這一行動彌補了AI領域中Web3數據的缺失，使ChatGPT用戶能夠訪問到更加全面的鏈上內容。[2023/6/21 21:51:41]

文章）。因此，對于每天1美元的區塊獎勵，礦工們將花費大約0.33美元/天的電力+維護費用以及約0.67美元/天的ASIC礦機費用。假設一臺ASIC礦機的使用壽命為2年，那么一個礦工將需要花費486.67美元來購買這樣的ASIC硬件。

則攻擊總成本為：486.67美元+0.08美元=486.75美元。

而隨著加入的門檻越來越高，ASIC以較高的中心化成本提供了更高級別的安全。

權益證明

PoS幾乎完全是資本成本，唯一的運營成本是運行一個節點的成本。現在，人們愿意鎖定多少資金來獲得每天1美元的獎勵？與ASIC礦機不同的是，存入的幣不會折舊，當你完成質押后，你可以在短時間延遲內將幣取回。因此，參與者應該愿意為同樣數量的獎勵支付更高的資本成本。

Vitalik：跨鏈證明是實現跨鏈社交恢復錢包的關鍵，ZK-SNARK等是可行選擇:6月20日消息，以太坊聯合創始人VitalikButerin在最新文章《更深入探討錢包和其他用例的跨L2讀取》中指出，實現跨鏈社交恢復錢包的一個可行方案是維護一個存放在特定位置的密鑰庫，以及多個不同位置的錢包，這些錢包可以讀取密鑰庫來更新自身的驗證密鑰視圖或在每次交易驗證過程中。跨鏈證明是實現這個功能的關鍵，需要對其進行深度優化，可能的方案包括零知識證明（ZK-SNARK）、等待Verkle證明或自定義KZG解決方案。

從長遠看，我們需要實現聚合協議，通過生成聚合證明來打包所有用戶提交的操作，以此來降低成本。這可能需要將其集成到ERC-4337生態系統中，可能需要對ERC-4337進行一些修改。同時，為了減少從L2內部讀取L1狀態的延遲，L2應被優化。

錢包不只可以放在L2上，也可以放在與以太坊連接程度較低的系統上，如L3或只同意包含以太坊狀態根的獨立鏈。然而，密鑰庫應放在L1或高安全性的ZK-rollupL2上。盡管這樣會增加復雜性，但從長期來看，可能在L2上設置密鑰庫才是成本更低的方案。在這個過程中，我們也需要致力于提供保護隱私的解決方案，并確保我們的方案可以與隱私保護方案兼容。[2023/6/21 21:50:47]

假設15%的回報率足以激勵人們投資，那么每天1美元的獎勵，將吸引6.667年的存款，或大約2433美元。而一個節點的硬件和電力成本都很小，一臺1000美元的計算機就可以質押數十萬美元的存款，而每月大約100美元就足以支付電力和互聯網成本。我們可以保守地說，這些持續成本約占總投資成本的10%，也就是說，我們每天只有0.9美元的回報最終對應于資本成本，因此我們需要將上述數字削減約10%。

Blur推出Global Activity界面，可監控所有NFT系列的上架和銷售活動:金色財經報道，NFT 市場 Blur 宣布推出可監控和跟蹤所有 NFT 系列上架和銷售活動的 Global Activity 界面，同時允許用戶自定義監控多個 NFT 系列的活動。[2023/4/21 14:17:52]

則攻擊總成本為：0.90美元/每天*2433.455天=2189美元

從長遠來看，這一成本預計會更高，因為Staking會變得更有效，人們對較低的回報率也會感到滿意。我個人預計，這個數字最終會上升到1萬美元左右。

請注意，獲得這種高安全級別的唯一“代價”，是在你Staking時無法隨意移動幣所帶來的不便。甚至有可能是因為公眾知道這些幣都被鎖定了，從而導致幣的價值上升，所以在社區里流動、準備進行生產性投資等的貨幣總量保持不變！而在PoW中，保持共識的“代價”，是真實的電力被瘋狂地消耗。

更高的安全性還是更低的成本？

請注意，有兩種方法可以提高系統5-20倍的安全性與代價比，一個是保持區塊獎勵不變，但增加安全性。另一種方法是大幅減少區塊獎勵，并保持安全級別不變。

動態 | EOS 的Activity指數為61,173,284:據IMEOS報道，截止01月24號11點，blocktivity.info上顯示，排名第一的 EOS 的Activity指數為61,173,284 ，排名第二、第三分別為 TLOS 和 KIN 。Acitivity指數為最近24小時內在區塊鏈上執行的操作數量。[2020/1/24]

兩種方法都是ok的，我個人更喜歡后一種，因為正如我們將在下面看到的，在權益證明中，即使是成功的攻擊，其危害也要比工作量證明的攻擊小得多，并且恢復也更容易。

2、權益證明系統遭受攻擊后更容易恢復

在一個PoW系統中，如果你的區塊鏈遭受了51%攻擊，你會怎么做？截至目前，實踐中唯一的回應就是“等攻擊者厭煩”。但這忽略了一種更為危險的攻擊可能性，這種攻擊被稱為“覆巢攻擊”，意思就是攻擊者一次又一次地攻擊區塊鏈，目標就是讓區塊鏈變得無用。

在一個基于GPU挖礦的系統中，這是沒有辦法防御的，持續的攻擊者很容易能讓一條區塊鏈永久地無用。事實上，在最初的幾天之后，攻擊者的成本可能會變得非常低，因為誠實的礦工將會退出。

而在一個基于ASIC挖礦的系統中，社區可以對第一次攻擊做出響應，但這實際上也是一種攻擊，社區需要通過一次硬分叉來改變PoW算法來應對第一次攻擊，從而“阻擋”所有的ASIC。但是，如果攻擊者愿意承受最初的代價，那么在這之后，情況又回到了GPU的情況，因此這種情況下，攻擊者仍然可以廉價地繼續執行覆巢攻擊。

然而，在PoS的情況下，情況就要好得多，對于某些類型的51%攻擊，在PoS共識證明系統中有一個內置的“罰沒”機制，通過該機制，攻擊者的大部分質押權益會自動銷毀。對于其他更難檢測到的攻擊，社區可以協調一次少數用戶激活軟分叉，在這種情況下，攻擊者的資金再次被大量銷毀。這不需要“銷毀幣的硬分叉”，除了需要在UASF上協調以選擇少數區塊之外，其他一切都是自動化的，只需簡單遵循協議規則。

因此，第一次攻擊區塊鏈將使攻擊者損失數百萬美元，而社區將在幾天內恢復元氣。而第二次攻擊區塊鏈，仍然會讓攻擊者損失數百萬美元，因為他們需要購買新的幣來替代已被銷毀的舊幣。同樣的，第三次、第四次……都需要花費攻擊者數百萬美元的成本，這場比賽是非常不對稱的，它不利于攻擊者。

3、權益證明比ASIC挖礦更去中心化

基于GPU的工作量證明被認為是合理去中心化的，但是基于GPU的挖礦，在很大程度上不符合我們前面我們提到的防范攻擊的安全標準。另一方面，基于ASIC的挖礦需要數百萬美元的資本才能進入。

這也是對常見的“PoS導致富人越富”論點的正確回應：ASIC挖礦也意味著富人越富，而這場博弈更是向富人傾斜的。至少在PoS系統中，所需的最低質押金額是相當低的，而且很多普通人都能實現。

此外，PoS共識證明更具抗審查性，GPU挖礦和ASIC挖礦都非常容易檢測到：它們需要大量的電力消耗、昂貴的硬件采購以及大型場地，相比之下，PoS的staking可以在不起眼的筆記本電腦上，甚至通過V.P.N來完成。

PoW可能存在的優點

我認為PoW有兩個主要的真正優勢，盡管在我看來，這些優勢也相當有限。

1、PoS系統更像是一個“封閉”系統，這導致長期來看，系統的財富集中度會更高

在PoS系統中，如果你有一些幣，你可以選擇質押它們，然后得到更多的幣。而在PoW系統中，你總是可以賺取更多的幣，但你需要一些外部資源來做到這一點。因此，有人可能會爭辯說，從長期來看，PoS系統的代幣分配可能會越來越中心化。

對此，我看到的主要回應是，在PoS中，總體獎勵將會相當低，在以太坊2.0中，我們預計驗證者年化總收入相當于ETH總供應量的0.5-2%。并且參與staking的驗證者越多，其得到的收益就越少。因此要讓幣的集中度翻倍，可能需要花上一個多世紀的時間，而在這樣的時間范圍里，其他壓力可能會占主導地位。

2、PoS需要“弱主觀性”，而PoW則不需要

有關“弱主觀性”概念的最初介紹，請參見

此處。本質上，當一個節點首次上線以及它在很長一段時間脫機后的任何后續時間，該節點必須找到一些第三方資源來確定正確的區塊鏈。這可以是他們的朋友，可能是交易所或區塊鏈瀏覽器網站、客戶端開發者或者其他參與者，而PoW則沒有這個要求。

然而，這可以說是一個非常弱的要求。實際上，用戶已經需要在這種程度上信任客戶端開發者或社區。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需要的邊際附加信任要求仍然很低。

但是，即使這些風險確實很大，但在我看來，相對于PoS系統從其更高的效率，以及更好地處理和從攻擊中恢復的能力中獲得的巨大收益來說，都是次要的。

另請參閱我之前撰寫的關于PoS共識機制的文章。

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