權益證明比工作證明更安全的 3 個原因

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。