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以太坊合并:V神——为什么以太坊会选择PoS?

今日,其实就是9月15日,以太币将产生其在历史上最大的一个协议书更新——The Merge,完毕之后,共识机制可从POW转为POS。在这样一个开心的日子,小编为大伙儿回味无穷V神在2020年推特公布的一篇名叫《Why Proof of Stake(Nov 2020)》的帖子。V 神觉得, PoS (权益证明)共识机制中的区块链网络, 比PoW (工作量证明)更方便,遭遇攻击的防御措施比后面一种更加完善,且参加检验的门坎变低。
为什么要选择 Proof of Stake (PoS)?
相比 PoW(工作量证明)共识机制,PoS是一种更优质的区块链安全体制,主要包括三个缘故:
1. PoS 在同样的成本下更方便
简单的较为办法就是将二者并排,看一下每天每 $1 的区块链奖励下攻击一个互联网的成本多少钱。
- 根据 GPU 挖币的 PoW
租赁 GPU 是很便宜的,因此攻击互联网的成本仅仅能租到充足的 GPU 超过目前矿工的成本。每 $1 的出块奖励,目前矿工应当耗费 $1 左右成本(假如耗费得多,矿工会因徒劳无益而撤出;假如耗费减少了,一个新的矿工能够加入其中,得到巨额盈利)。因而,攻击互联网只需每日临时耗费超出 $1 ,并且只需几小时。
攻击总成本:约 $0.26 (假定攻击期为6钟头),伴随着攻击者得到出块奖励,有可能会降到零。
- 根据 ASIC 处理芯片挖币的 PoW
ASIC 处理芯片是一种资产成本,能够预估他在损坏、或者被更加好的硬件配置取代以前还可以用 2 年之后。假如一条链遭受 51% 攻击,小区很有可能会根据更改 PoW 的优化算法来面对,这般 ASIC 处理芯片将丧失使用价值。均值而言,挖币约 1/3 的不断成本和 2/3 资金成本。因而,每天每$1 的出块奖励,矿工将耗费约$0.33 的水电费 维护费用,也有约$0.67 的 ASIC 成本。假定一个 ASIC 处理芯片的使用寿命大约为 2 年,那样矿工必须在该的数量 ASIC 硬件配置上耗费 $486.67 。
攻击总成本:$ 486.67(ASIC) $0.08(水电费 维修费用)=$ 486.75
不但应用 ASIC 处理芯片挖币的 PoW 中攻击成本上升了,给予这类高成本攻击预防的前提下促使全部互联网趋向去中心化,由于矿工添加准入门槛也上升了。

以太坊合并:V神——为什么以太坊会选择PoS?

- 权益证明PoS
权益证明中范围内是资产成本(存进的币),唯一的经营成本是运作节点的成本。如今,大伙儿想要锁住是多少资产来获取每日 $1 的奖励呢?和应用 ASIC 不一样的是,存进的币不会产生折旧费,当质押贷款结束后,通过短暂等待期就能够取回来质押贷款的币。因而,参加者应当能够为一样的数量奖励付款更高资产成本。
大家假定,约 15% 的收益率足够鼓励大家去下注(这便是以太币 2.0 的预期回报率)。那样,每日$1 的奖励将吸引住 6.667 年储蓄收益,即$2433。一个节点的硬件配置和水电费成本非常少,而一台千元电脑的成本可实现质押贷款几十万元美金资金,每月约$100 的水电费和上网费足够达到这种要求。但保守说,这种不断成本占据了质押贷款总成本的 10% 上下,所以平时仅有约$0.9 的奖励,最后对应着资产成本,因此需要把上边的数据信息降低约 10% 。
攻击总成本:$0.9每日*6.667年= $2189
长远来看,伴随着质押率的提升,这一成本预估更高一些。我本人预估这个数最终都会上升到了 $10000 上下。
保持这类安全管理体系唯一的“成本”仅仅取决于下注中的财产不具备流通性。乃至可能出现这种情况:群众知道这些财产也被锁上也会导致币价升高,因此在社区里漂浮着提前准备来投资的资金总量保持一致! 但在 PoW 中,保持的共识的“成本”是耗费大量电力工程。
- 安全系数更高一些或是成本变低?
主要有两种方式能够在低成本中获得 5-20 倍安全性增益值。一种是维持出块奖励不会改变,从提升安全系数中获利;另一种是规模性降低出块奖励(从而降低共识机制的“消耗”),保持安全水准不会改变。
两种形式都能够。我本人偏重于后面一种,只要我们在上面会看见,在权益证明中,即便是成功的攻击都比工作量证明的攻击伤害要小得多,也很容易修复的多!
2. 在PoS共识机制下,遭受攻击比较容易修复。
在 PoW 网络里,假如你链遭受链 51% 攻击,我都能干什么?到现在为止,在实践中唯一的应对策略便是 “直到攻击者积极撤消攻击”。但是这忽视了一种更可怕的攻击概率,这类攻击称为生卵营攻击(Pawn Camping Attack),攻击者一次又一次地开展攻击,目地非常明确,是为了使成条链麻痹。
在一个根据 GPU 的系统中,没有防御措施,一个持续性的攻击的人可以轻而易举的使成条链永久性麻痹(或是转换到 PoS 或 PoA )。实际上,在开展攻击的几天之后,攻击者成本很有可能降到极低,由于负责任的矿工不能在被攻击的链中获得出块奖励,进而撤出。
在根据 ASIC 的软件中,小区能够解决第一次攻击,但随后又变得无计可施。最先小区可以通过硬分叉更改 PoW 优化算法来面对第一次攻击,同时将全部 ASIC (攻击者和诚信矿工的)“锁住”。那如果攻击者想要承担这最初花费,在此之后状况便会恢复正常与 GPU 的现象一样(如果没有充足的时间来搭建和为 ASIC 派发新优化算法),因此攻击的人可以廉价地再次生卵营攻击,这是在所难免的。
只不过在 PoS 的情形下会好一些。对于有些类别的 51% 攻击(尤其是回退最终决定的区块链),在权益证明中有一个内嵌的“处罚(Slashing)”体制,通过这些体制,攻击者绝大多数股份(并不包含别人的)要被全自动消毁。对于一般难以找到的攻击(51%的同盟核查- A 51% coalition censoring everyone else),小区还可以在极少数用户激活的软分叉(UASF)中进行融洽,攻击者资产又被绝大多数消毁(在Ethereum中,这也是根据 “Inactivity Leak Mechanism” 完成)。不用很明确的 “硬分叉贷币清除”,除开规定在 UASF 上融洽挑选极少数区块链外,其他全是自动,只应该按照协议书标准实行就可以。
因而,第一次攻击该链将导致攻击者损害数百万美元,而小区将于几天里恢复过来。第二次攻击依然会让攻击者损害数百万美元, 因为我们需要买新加坡币来更换被清理的旧币,而第三次往往会耗费更多成本。这游戏是不对称的,对攻击者很不利。
3. 对比 ASIC,PoS 更为区块链技术。
根据 GPU 挖币的 PoW 是有效区块链技术的,得到一个 GPU 其实并不难。但根据 GPU 的挖币在他们前面提到的 “安全系数 “规范上基本上不过关。而根据 ASIC 的挖币,就需要几百万美元资金方可进入(假如你从别人那边选购 ASIC,大部分时候,挖矿机生产公司的盈利要更加多)。
也是最常见的 “权益证明代表着有钱人更富有 “论点论据的标准答案。ASIC 的挖币则意味着有钱人更富有,并且这游戏仅限于有钱人。起码在 PoS 中,质押贷款所需要的最少额度非常低,许多平常人都可以承担。
此外,PoS 更耐核查。GPU 和 ASIC 挖币全是很容易被找到的:他们需要大量电力消耗、昂贵硬件采购和大型仓库。而 PoS 则可在一台不知名的笔记本电脑上进行,乃至能通过 VPN 进行。
PoW的优点
我觉得 PoW 有两种真真正正优点,虽然我觉得这种优点很欠缺。
1. PoS 更像是一个 “密闭的系统软件”,资本集中化必须很长一段时间。
在 PoS 中,假如你有一些币,你能质押贷款他们获得更多奖励。在 PoW 中,你能不断获得大量奖励,但是你需要大量外部资源。因而,大家可以这么说从长远来看,PoS 中币的分派有可能会变得更加集中化。
在 PoS 中普遍存在的奖励(认证人收益)比较低;在以太币 2.0 中,大家预估每一年的认证人奖励等同于 ETH 总的供给量约 0.5-2% ,而认证人越大,贷款利息就会越低。因而,集中可能还需要一个多新世纪的时间也才可以翻番,而在这种时域和频域上,其他的工作压力(大家要想掏钱、将钱分给慈善组织或儿女中间等)很有可能会占有主导性。
2. PoS必须 “弱主观(weak subjectivity)”, PoW一般不必须
有关 “弱主体作用 “这个概念,(可以看V神的全文详细介绍)。实质上,当一个连接点第一次发布,或其他一个结点在线下很长一段时间(即好几个月)后发布时,该连接点务必找到一些第三方由来来决定正确链头。这也许就是他们的好朋友、交易中心、区块链网页搜索、移动端开发者这些。但 PoW 没有那个规定。
可以这么说这样的要求非常容易完成,客户必须在一定程度上信赖移动端开发者或小区所提供具体内容。最少,客户必须坚信有些人(一般是移动端开发者)来跟他们说协议是什么,及其协议的一切升级。这一点在一切应用软件里都是在所难免的。因而,PoS 所产生的边界附加信赖规定还是十分低。
就算此中很有可能同样存在一定风险性,但我依然坚信PoS互联网有着远高于于 PoW互联网效率及其恢复力。

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