POS:V神解释为何权益证明 PoS 更安全

在PoS中,总体奖励将非常低;在eth2中,我们预计验证者每年的奖励等于ETH总供应量的?0.5-2%。网络中验证者质押的币总量越多,收益率就越低。因此,可能要花上一个多世纪的时间才会出现币的集中性程度翻倍,而在这样的时间尺度上,其他方面的压力可能会占主导地位。

与PoW相比,PoS是一种更为卓越的区块链安全机制,有三个关键原因。

01.PoS以相同的成本提供更高的安全性

最简单的方法是将PoS和PoW从这个方面进行比较,即对于每天每1美元的区块奖励,攻击网络的成本是多少。

基于GPU的PoW

你可以廉价地租用GPU,因此攻击网络的成本仅仅是租用足够的GPU算力以赶超现有矿工的成本。对于每1美元的区块奖励,现有的矿工应该会花费接近1美元的成本。因此,对于每1美元的区块奖励,攻击者在攻击网络时只需要在短时间内花费超过1美元,且仅需要几个小时。

攻击总成本:?0.26美元,由于攻击者可以获得区块奖励,因此攻击成本能降低为零。

基于ASIC的PoW

V神:对以太坊的兴奋现在不再基于未被发现的未知事物的潜力:12月5日消息,V神(Vitalik Buterin)今日发布博客文章《以太坊应用生态系统中的什么让我兴奋》。其在文中表示,对以太坊的兴奋现在不再基于未被发现的未知事物的潜力,而是基于一些特定类别的应用程序,这些应用程序已经证明了自己,而且只会越来越强大。文章分别从1.金钱:第一个也是最重要的应用程序;2. Defi:保持简单;3.身份生态系统:ENS、SIWE、PoH、POAPs、SBTs;4. DAO;5. 混合应用。五个方面进行了论述。其还表示,从长远来看,其中许多应用程序将需要克服隐私问题的困扰。Rollup 技术正在迅速发展以解决可扩展性问题,并且交易已经比三年前更快地包含在链上。[2022/12/6 21:24:36]

ASIC设备是一项资本成本:你购买一次ASIC设备,就可以预期它在大约2年内会有用,直到它磨损和/或被更新更好的硬件淘汰。如果一条区块链受到51%的攻击,社区可能会通过更改PoW算法做出响应,而你的ASIC将失去其价值。

平均而言,挖矿成本包括约1/3的持续性成本和约2/3的资本成本。因此,每天每1美元的区块奖励,矿工将在电力和维护方面每天花费约0.33美元,在ASIC方面每天的成本约0.67美元。假设一台ASIC设备可以使用2年左右,那么矿工在一台ASIC硬件上就需要花费486.67美元的成本。

V神:以太坊比其他任何加密项目都更加重视共享安全:11月16日早间,有推特网友称,在权益证明网络中维护安全,最好的方法是拥有很多第一层平台,以至于不可能一次将它们全部关闭。正所谓“瘦协议,胖应用”。对此,V神表示,实际上共享安全是支持更少更大的区块链的最佳论据之一。对此有网友称“那来自政府的监管攻击呢?”V神回应称,这就是为什么需要由不同权限的不同客户团队构建多个实现的重要原因。据我所知,以太坊生态系统比加密领域的任何其他生态系统都更重视这一点。[2020/11/16 20:54:34]

攻击总成本:486.67美元+0.08美元=486.75美元

话虽如此,值得注意的是,虽然ASIC提供这种更高的安全级别,付出的代价却是很高的挖矿中心化,因为入场的障碍会变得非常高。

权益证明

权益证明(PoS)几乎全部是资本成本(质押的币),唯一的运营成本就是运行节点的成本。那么,为了获取1美元/每天的奖励,人们愿意质押多少资金呢?与ASIC设备不同,质押的币不会贬值,当你想要结束质押时,你可以在一个短暂的资金提取延迟之后将币取回。因此,PoS的参与者应该愿意为相同数量的奖励支付更高的资本成本。

V神:过去一周ETH交易费预估已超过多数PoS验证者所获奖励:5月18日,以太坊创始人V神发推表示,在过去的一周中,以太坊交易费收入超过了大多数PoS验证者所将获得的奖励(预估)。 ZK Rollups和分片即将到来以增加容量,但即使在今天,这也是实现经济可持续性的重要里程碑。(注:ZK rollups是一种混合扩展方法,通过智能合约和零知识方法将链上安全性和第二层网络结合在一起。)[2020/5/18]

我们假设大约15%的回报率足以激励人们参与PoS质押(这是eth2的预期回报率),那么1美元/每天的奖励吸引的质押资金的价值,将相当于6.667年的质押收益,也即2433美元。

PoS节点的硬件和电力成本很小;一台价值一千美元的计算机可以用于质押数十万美元的存款,每月约100美元的电费和互联网就足够了。但是保守地讲,我们可以说这些持续性成本大约是参与质押的总成本的10%,因此我们每天只有0.90美元的奖励最终用于应对资本成本,因此我们确实需要将上述数字减少10%。

攻击总成本:0.90美元/天*6.667年=2189美元

动态 | V神对扩展到第二层网络感到悲观:以太坊创始人Vitalik Buterin公开表示,他对扩展到第二层网络(如闪电网络)或仍在开发中的ETH版本Plasma感到有些悲观。他表示:“随着时间的推移,我对链外数据L2越来越悲观。Vlad Zamfir是对的;它们很难建立,需要太多关于激励机制的应用层推理,而且很难推广。”[2019/8/23]

从长远来看,随着Staking变得更高效,且人们逐渐满足于较低的回报率,预计攻击成本会更高。我个人预计这个数字(攻击总成本)最终会升至10,000美元左右。

请注意,获得这种高级别安全性的唯一「成本」只是给你带来了些许不便,即你参与Staking时无法随意移动你质押的币。甚至可能是这样的情况,即公众知道所有这些币都被锁定了,进而推动币的价值上升,而社区中随时准备用于进行生产性投资等目的的总金额(即质押币的总量)保持不变!而在PoW中,维持共识的「成本」是大量消耗真实的电力。

更高的安全性还是更低的成本?

值得注意的是,有两种方式可以利用这种在安全性成本方面实现的5-20倍的优势。一种是保持区块奖励不变,从增长的安全性中获益;另一种是大量减少区块奖励(从而减少共识机制的「浪费」)并使安全性级别保持不变。

声音 | V神:对以太坊POW转POS有4点担忧:近日,V神在Rediit上谈到关于以太坊POW转POS的四点担忧,分别为:

1.验证节点的参与率低于预期;

2.权益挖矿会更受欢迎,到时会更加麻烦;

3.分片技术的复杂超出预期;

4.运行节点的成本更昂贵,这又将直接引起前两点担忧。[2019/3/29]

两种方式都可以。我个人更喜欢后者,因为正如我们将在下文讲述的那样,在PoS中,即便是成功的网络攻击,其带来的损害也比在PoW中也小得多,并且更容易从攻击中恢复!

02.PoS从攻击中恢复要容易得多

在PoW系统中,如果区块链受到51%的攻击,你可以做什么呢?到目前为止,实践中唯一的应对措施是「等到攻击者感到无聊为止」。但这遗漏了一种称为「spawncampingattack」攻击的更为危险的攻击的可能性,在这种攻击中,攻击者一遍又一遍地攻击区块链,其明确目标是使链条变得无用。

在基于GPU的系统中,没有防御措施,一名持久的攻击者可能很容易使区块链永久性地无用。实际上,在最初的几天之后,随着矿工因为链受到攻击无法获得奖励而退出,攻击者的成本可能会变得很低。

在基于ASIC的系统中,社区可以响应第一次攻击,但是之后再次继续攻击将变得很容易。社区将通过分叉更改PoW算法来应对第一次攻击,从而「阻止」所有ASIC(包括攻击者和诚实的矿工!)。但是,如果攻击者愿意承担那笔最初的费用,那么在那之后情况又回到了GPU的情况(因为没有足够的时间为新算法搭建和分布ASIC设备),因此不可避免地是,攻击者此时将可以廉价地继续进行攻击。

但是在PoS情况下,情况要好得多。对于某些类型的51%攻击(尤其是revert已经被敲定地区块),PoS共识中有一个内置地「slashing」(罚没)机制,通过该机制,攻击者的大部分质押金可以自动被销毁(其它非攻击者地质押金不会受到影响)。

对于其他难以被监测到的攻击,社区可以协调进行一次由较少用户激活的软分叉,在该分叉中,攻击者的资金再次被大量销毁(在以太坊中,这是通过「inactivityleakmechanism」机制完成的)。不需要采取「通过硬分叉来销毁币」;除了需要在UASF上进行协调以选择少数区块之外,其他所有操作都是自动化的,并且只需遵循协议规则即可执行。

因此,第一次攻击PoS区块链将使攻击者损失数百万美元,并且社区将在几天之内重新恢复。第二次攻击区块链仍然会花费攻击者数百万美元,因为他们将需要购买新的币来代替已经被销毁的币。而第三次将……花费数百万美元。这场攻击游戏(的成本和收益)非常不对称,因此不受攻击者的青睐。

03.PoS比ASIC更加去中心化

基于GPU的PoW在去中心化方面较为合理,因为获得GPU并不难。但是基于GPU的挖矿在很大程度上未能满足我们上面提到的「抵御攻击的安全性」标准。

另一方面,基于ASIC的挖矿需要数百万美元的资金才能入场。

这也是对常见的「PoS意味着富人变得更富」论点的正确回应:ASIC挖矿也意味着富人变得更富,这场游戏更倾向于富人。至少在PoS中,所需的最低投资额(质押门槛)非常低,并且在许多普通人的承受范围内。

此外,PoS更具有抗审查性。GPU挖矿和ASIC挖矿都非常易于审查:它们需要大量的电力消耗、购买昂贵的硬件和使用大型仓库。另一方面,PoS质押操作可以在不起眼的笔记本电脑甚至VPN上完成。

PoW可能存在的优势

我发现PoW有两个主要的真正优势,尽管我认为这些优势相当有限。

01.PoS更像是一个「封闭系统」,从长远来看会导致更高的财富集中

在PoS中,如果你持有币,你可以将币进行质押以获得更多的币。在PoW中,你也可是赚取更多的币,但你需要使用一些外部的资源来实现。因此,可以这么说,从长远来看,PoS币的分布可能会变得越来越集中。

我认为对此观点的主要回应是,在PoS中,总体奖励将非常低;在eth2中,我们预计验证者每年的奖励等于ETH总供应量的?0.5-2%。网络中验证者质押的币总量越多,收益率就越低。因此,可能要花上一个多世纪的时间才会出现币的集中性程度翻倍,而在这样的时间尺度上,其他方面的压力可能会占主导地位。

02.PoS需要「弱主观性」,但PoW不需要

有关「弱主观性」概念的介绍,请参见此处。本质上来说,某个节点首次上线,以及节点离线很长一段时间(比如数月)之后在任何后续时间再次上线,该节点必须找到某个第三方资源来确定正确的区块链链头。这个第三方可能是他的朋友,可能是交易所或者区块链浏览器网站,或者客户端开发者,或者许多其它参与者。PoW不存在此要求。

但是,可以说这是一个非常弱的要求。实际上,在这种程度上用户已经需要信任客户端开发人员和/或「社区」。至少,用户需要信任某人来告诉他们协议是什么以及协议的任何更新。在任何软件应用中,这都是不可避免的。因此,PoS施加的边际附加信任要求仍然很低。

但是,即使上述这些PoS风险确实值得注意,在我看来,相比于PoS系统有着更高的效率以及更好的处理攻击并从攻击中恢复的能力,这些风险仍然是非常低的。

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