工作量證明與權益證明:加密貨幣共識入門指南
了解工作量證明和權益證明如何幫助區塊鏈就有效交易達成一致,礦工和驗證者有何不同,以及初學者應該注意什麼。
本文幫助您更多地了解為什麼權益證明 (PoS) 比工作證明 (PoW) 更安全。
這篇翻譯自 Vitalik.ca 的文章將幫助用戶對兩種經典機制有新的認識:股權證明 (PoS) 和工作證明 (PoW)。
同等價格下,PoS 比 PoW 更安全
讓我們看看攻擊網絡以獲得 1 美元/天的區塊獎勵需要多少成本。
基於 GPU 的 PoW
攻擊網絡的成本僅僅是租用一個足以超越礦工的 GPU 的成本。
每 1 美元的區塊獎勵,礦工的成本接近 1 美元(如果更高,則沒有利潤,如果更低,其他礦工將加入並獲得更高的利潤)。因此,入侵網絡每天只需花費 1 美元多一點,而且只需幾個小時。
總成本:約 0.26 美元(假設攻擊持續 6 小時),當攻擊者獲得區塊獎勵時甚至可能降至零。
基於 ASIC 的 PoW
用戶將購買一次 ASIC,然後計劃在它們磨損或過時之前使用它們 2-3 年。如果區塊鏈有 51% 攻擊,社區很可能會改變 PoW 算法,ASIC 就會失去價值。
平均而言,採礦有約 1/3 的持續成本和約 2/3 的資本成本(在此處查看更多信息)。因此,每天 1 美元的獎勵,礦工每天將花費約 0.33 美元用於電費 + 維護,約 0.67 美元用於他們的 ASIC。
假設 ASIC 持續約 2 年,礦工需要花費 486.67 美元購買該數量的 ASIC 硬件。
總成本:486.67 美元(ASIC)+0.08 美元(電費 + 維護)=486.75 美元。
因此,ASIC 提供了更高級別的安全性來抵禦具有高集中化成本的攻擊,並且進入壁壘變得非常高。在這裡查看更多。
PoS
與 ASIC 完全不同,成本只是節點運行費,用戶只需存入代幣即可進行質押。質押後,這些代幣可以原封不動地提取,因此用戶願意為相同數量的獎勵花費更多。
假設約 15% 的回報足以吸引用戶(這也是 ETH 2.0 的預期回報率),那麼每天 1 美元將吸引 6,667 個存款年,即 2433 美元。
運行節點的硬件和電力成本非常小,一台大約 1,000 美元的計算機和大約 100 美元的電力和互聯網可以投入數十萬美元。
但是這些成本是總質押成本的 10% 左右,因此用戶每天只剩下 0.9 美元的獎勵,對應於資本成本,因此有必要將上述數字減少到 10% 左右。
總成本:每天 0.9 美元 * 6,667 年 = 2189 美元。
從長遠來看,這個成本預計會更高,因為 Staking 變得更有效率,人們對較低的回報率感到滿意。作者個人預計這個數字最終會增長到 10,000 美元。
PoS唯一的“成本”是用戶在質押時無法移動代幣的不便。甚至可能發生代幣被鎖定導致其價值增加,因此市場上剩餘的代幣將使投資獲利。
而在 PoW 中,維持共識的“成本”是實際“燒毀”的大量電極。在這裡查看更多。
更高的安全性,還是更低的成本?
有兩種方法可以以相同的費用將安全性提高 5-20 倍。一是保持區塊獎勵不變,但受益於增加的安全性。另一種方法是大量減少區塊獎勵(從而“浪費”共識機制)並保持安全級別不變。
無論哪種方式都很好。我個人更喜歡第二種方式,因為正如我們將在下面看到的,在 PoS 中,即使是成功的攻擊也比 PoW 攻擊的危害要小得多,而且更容易恢復!
受到攻擊時,PoS 比 PoW 更容易恢復
在 PoW 中,當受到攻擊時,我們該怎麼辦?迄今為止最好的方法是:等到攻擊停止,因為壞人……感到無聊。
但是當壞人使用“Spawn Camping Attack”時,這不起作用 - 重複攻擊直到它擊倒網。
基於 GPU 的 PoW
不會有對策,攻擊可以以極低的成本很快讓區塊鏈崩潰,因為受到影響幾天后,礦工會因為沒有利潤而出局。
基於 ASIC 的 PoW
在這種情況下,社區可以通過更改用於硬分叉的 PoW 算法進行反擊,話雖如此,現有的 ASIC 可能會變得無用(對攻擊者和礦工而言)。
但是如果攻擊者接受了這個成本,那麼故事就變成了基於 GPU 的 PoW(因為沒有足夠的時間為新算法構建和分發 ASIC),最後一擊是“Spawn Camping Attack”。
PoS
但是,PoS 就不同了,有一種機制可以銷毀大量攻擊者的質押(僅質押):Slashing 機制。
如果案子比較難,大量的stake是一個聯盟,社區可以聯合起來為少數人打造一個軟堡壘(minority User-Activated Soft Fork - UASF)。結果是一樣的,那個stake也會被銷毀。
因此,第一次攻擊將使攻擊者損失數百萬美元,社區將在幾天內恢復。第二次攻擊仍將花費攻擊者數百萬美元,因為他們將需要購買新的代幣來替換被燒毀的舊代幣。第三次會……但第三次可能還不夠。
PoS 的去中心化
基於 GPU 的 PoW 的成本非常便宜,但也是去中心化的,但是如前所述,它的安全性很差。如果你購買 ASIC,那麼礦工必須花很多錢(所以不要讓自己成為 ASIC 買家,嘗試成為 ASIC 賣家)。
此外,PoS 更具抗審查性。GPU 和 ASIC 挖礦都非常容易被檢測到,因為它們的功耗高、硬件購買成本高、庫存量大。另一方面,PoS 可以在普通筆記本電腦上完成,甚至可以通過 VPN 完成。
那麼 PoW 的未來是什麼?
其實PoW還有2個加分項:
PoS 似乎是一個封閉的系統,導致去中心化的喪失
在 PoS 中,用戶質押代幣以賺取代幣,然後將獎勵代幣集中起來以進一步質押以賺取更多代幣。這就像“富人越富”,長此以往,會中心化在擁有大量代幣的人手中。
但實際上,大多數股份的利息很低。在 ETH 2.0 中,與 ETH 總量相比,許多人只期望每年的利率為 0.5-2%。越多人質押,利率越低。因此,濃度翻倍需要幾個世紀的時間。在那段時間裡,有多少人有足夠的耐心去賭注?
PoS 需要可靠性,而 PoW 不需要
基本上,當一個節點第一次上線,或者長時間下線後才上線時,需要第三方來確認。第三方可以是他們的朋友、客戶、交易所…… PoW 不需要這些。
但是,這可能是不必要的要求。事實上,用戶需要在這個程度上信任開發者和/或“社區”。
至少,用戶需要信任某人(通常是開發人員)來告訴他們協議是什麼以及協議的任何更新。這在任何軟件應用程序中都是不可避免的。
但即使這些風險確實很大,它們似乎也超過了 PoS 提供的巨大好處:高性能和更好的處理以及從攻擊勞動力中恢復。
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