ASI:干货 | 密码货币难题 5 年回顾:共识理论

作者:Vitalik

翻译&校对:阿剑、陈亮&阿剑

来源:以太坊爱好者

6.抗ASIC的工作量证明

解决该问题的一种方法是基于一种很难专门化的计算类型来创建工作量证明算法。有关抗ASIC的硬件的更深入讨论,请参见https://blog.ethereum.org/2014/06/19/mining/。

状态:已在最大限度上解决。

在《难题》一文发表的6个月后,以太坊决定选用抗ASIC的算法Ethash作为其工作量证明算法。众所周知,Ethash是一种内存密集型算法。理论上来说,普通计算机对内存的随机读写已经是充分优化的了,所以很难为专门的应用进一步提高效率。Ethash正是企图让内存读取变成PoW计算的主要部分,以此实现ASIC抗性。Ethash不是第一种内存密集型算法,但它加入了一项创新:运行算法需要在一个双层的DAG执行伪随机查找,这就提供了两种计算函数的方式:第一种,如果你拥有整个DAG文件,那么你可以快速计算出函数值,这是一种内存密集型的“快速计算路径”;第二种,如果你只拥有DAG的顶层,那么计算速度就会慢很多,但仍能快速验证一个给定的值是不是一个合适的解,这可以用于区块验证。

数据:链上前五位ARB买家购入总计逾1300万枚ARB:金色财经报道,据Lookonchain统计,链上ARB前五位巨鲸买家以1.28至1.38美元的单价购入总计逾1300万枚ARB,其中,l0xb154开头地址以3,700枚ETH(679万美元)购买了494万枚ARB,购买单价为1.38美元。0xb0fc7开头地址用352万USDC购入274万枚ARB,购买单价为1.28美元,该地址通过在Uniswap上为ARB提供流动性已赚取177万美元的交易费用。

另外,0x139e3开头地址用356万枚USDC和USDT购入261万枚ARB,购买单价为1.36美元;0xf53fe开头地址用195万枚USDC购入153万枚ARB,购买单价为1.28美元。0xa161a开头地址用199万USDC购入149万枚ARB,购买单价为1.33美元。[2023/3/24 13:24:05]

Ethash在抵抗ASIC方面被证明非常成功。以太坊上线三年并成功发放数十亿美元的区块奖励之后,ASIC确实出现了,但其算力和效率充其量最多比GPU高2-5倍。有人提出ProgPoW作为Ethash替代方案,但越来越多的共识认为,抗ASIC的算法注定不能长久,并且ASIC抗性有缺点,因为它使51%的攻击便宜。

加密借贷公司Ledn已解雇首席商务官等部分员工:11月29日消息,加密借贷公司Ledn已解雇首席商务官Denis Nagasaki、高级数据工程师Guido Pettinari等多位员工。Ledn表示,有一些Alameda Research敞口,但与Genesis没有任何活跃的借贷关系。

Ledn联合创始人Mauricio Di Bartolomeo表示,虽然裁员是一个艰难的决定,但Ledn在领导和定义加密贷款行业向前发展方面处于有利地位。团队规模是去年同期的两倍,这些变化使其能够重新专注于核心零售贷款业务。(The Block)

据此前报道,Ledn发推称,不受Genesis Global Capital暂停赎回和新贷款发放的影响,没有Genesis敞口,并且Ledn正常运营。Genesis Global Capital是Ledn运营之初的主要贷款合作伙伴。自10月之后就没有与Genesis有任何关系。Ledn通过多元化其贷款合作伙伴池降低了风险集中度。[2022/11/29 21:09:15]

我相信,具备中等程度的ASIC抗性的PoW算法是有可能存在的,但是这种抵抗力只在有限时间内有用,并且ASIC和非ASIC的工作证明都各有缺点。从长远来看,区块链共识的更好选择是权益证明。

Google搜索已可显示以太坊合并倒计时:9月10日消息,据Google搜索引擎界面显示,搜索the merge、ethereum merge关键词,将直接在搜索页面显示以太坊合并倒计时、以太坊主网合并总难度(TDD)等信息。[2022/9/10 13:20:57]

7.具有实际效用的工作量证明

所谓实用性工作量证明就是让工作量证明的结果也对其它领域有用;常见的对标项目类似于Folding@home:Folding@home的用法是用户下载来软件,在自己的计算机上模拟蛋白质折叠并提供数据给研究者,帮助他们治疗病症。

现状:也许是不可能的,但可能有一个例外。

有用的工作量证明所面临的挑战是,工作量证明算法需要许多属性:难以计算;易于验证;不依赖大量外部数据;对小量级的数据可以高速运算。

YouTube博主Dube Perfect举办火箭大赛,胜者Coby锁定MoonDAO太空门票:7月3日消息,YouTube拥有5780万粉丝的团体Dube Perfect近期举办了一场火箭比赛,飞的最高的火箭模型将成为本期比赛的胜者,获得由MoonDAO赞助的价值数百万美金的蓝色起源太空火箭门票一张。经过角逐,Coby以7412英尺的高度夺得头筹,成功锁定MoonDAO赞助的太空门票,将乘坐国际航天巨头蓝色起源的火箭进入太空。[2022/7/3 1:48:12]

不幸的是,没有多少实用的计算项目可以保留所有这些属性。并且,大多数具有所有这些属性,而且“有用”的计算“有用”的时间太短,无法基于它们构建密码货币。但是,有一个可能的例外:零知识证明生成。区块链有效性方面的零知识证明难以计算且易于验证。而且,它们的计算难度能长久保持,如果对“高度结构化”的计算的证明变得太容易了,可以调整到验证区块链的整个状态转换,由于需要对虚拟机和随机内存访问进行建模,它需要消耗大量的计算资源。

Division Street将推出俄勒冈大学女运动员NFT系列:6月26日消息,体育风险投资机构Division Street将推出NFT系列Visions of Flight,以惠及俄勒冈大学女运动员。Visions of Flight将在Division Street旗下NFT平台Ducks of a Feather发布,由艺术家Lili Tae与篮球运动员Sedona Prince和其他11名俄勒冈州女运动员合作设计。75%的收入将由参与的运动员平均分配。

据悉,Division Street是专注于俄勒冈大学(University of Oregon)的NIL公司,由Phil Knight和前耐克高管组成,旨在帮助该校的运动员。(Espn)[2022/6/27 1:32:55]

区块链有效性的零知识证明为区块链用户提供了巨大的价值,因为它们可用于代替对区块链历史的直接验证;Coda已经在做这件事,而且使用了一种专门为可证明性优化过的简化区块链设计。这些证明可以极大地帮助改善区块链的安全性和可扩展性。不过,实际需要完成的计算总量仍然远远小于工作量证明矿工当前完成的计算量,所以,最好把它作为权益证明区块链的附加部分,而不是用作共识算法。

8.权益证明

解决挖矿中心化问题的另一种方法是完全取消挖矿,并转向其他机制来决定共识过程中每个节点的权重。迄今为止,在讨论中最受推崇的替代方案是“权益证明”。亦即,不再是“一个CPU一票”而是“一块钱一票”。

现状:理论上取得重大进展,尚待进行更多实际评估。

在2014年底,权益证明社区便清楚地知道,某种形式的“弱主观性”是不可避免的。为了维护资金安全,节点在首次同步时需要在协议进程外获取最近的检查点,如果节点离线超过几个月则需要再次获取。这是很难解决的弱点。许多PoW拥护者仍然坚持使用PoW,就是因为在PoW链中,链的起点是可以被发现的,而你唯一需要信任的数据来源就是区块链客户端软件本身。但是,PoS倡导者愿意承担这个弱点,因为这里引入的信任要求并不高。从那开始,借由要求安全保证金长期存储来实现权益证明机制的路径就变得清晰了。

如今,最有趣的共识算法从根本上类似于PBFT,但是用一个动态列表替换了固定的验证者集,任何人都可以通过将代币发送到具有锁定时间的系统级智能合约中来加入动态列表。在许多案例中,这些算法通过对违反协议某些条款的验证者进行处罚,而实现了“经济确定性”。截止到今天,我们有:

CasperFFG:https://arxiv.org/abs/1710.09437

Tendermint:https://tendermint.com/docs/spec/consensus/consensus.html

HotStuff:https://arxiv.org/abs/1803.05069

CasperCBC:https://vitalik.ca/general/2018/12/05/cbc_casper.html

人们还在对这些算法继续进行优化。Eth2阶段0将使用FFG算法,目前正在开发中,并已取得了巨大进展。另外,使用Tendermint的Cosmos链已经运行好几个月了。我认为,关于权益证明的其余论点与优化经济激励措施有关,以及进一步规范应对51%攻击的策略。此外,CasperCBC规范仍需要很多效率上的改进。

9.存储证明

解决该问题的第三种方法是使用计算能力或货币以外的稀缺计算资源。在这个议题上,已提出的两个主要替代方案是存储容量和带宽。原则上,提供拥有或使用过相应带宽的密码学证据是不可能的,因此,带宽证明应被视为社会证明的一个子集。但是存储容量证明是必然可以通过计算完成的,存储容量证明的一大优势是完全抗ASIC。硬盘驱动器中的存储类型已经接近最优。

现状:理论上有很多进步,但是还有很多工作要做,尚待实际场景中的评估。

有许多计划使用存储容量证明协议的区块链,包括Chia和Filecoin。也就是说,这些算法尚未经过实际测试。我自己的主要担忧是集中化:这些算法最终是由使用备用存储的、容量较小的用户主导;还是由大型矿场主导?

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