工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS) 是执行相同任务的两个不同概念.这两种方法都有其不可否认的优点和缺点.不幸的是,反对 PoS 的争论往往源于对 PoW 问题的误解或忽视.让我们在本文中说明 PoS.
比特币的去中心化正在退化.根据一项研究,大约 50 家大型矿工控制着 50% 的哈希率.
PoW 挖矿是排他性的,因为参与者必须投资硬件和能源.较大的参与者发现更容易协商折扣,因此他们具有竞争优势.
PoS 网络可以更加去中心化,因为每个人都可以轻松参与质押.
PoS 因人们在交易所下注而受到批评.比特币与人们被迫通过第三方挖矿有着完全相同的问题.
Cardano的工作原理与比特币类似,并且建立在 Nakamoto 共识之上.唯一的区别是使用现代密码学而不是能源消耗.
从长远来看,PoW 网络在经济上可能不可持续.
PoS 网络对 51% 攻击的弹性基于硬币分配.只要用户愿意保护网络,攻击者就没有机会.
PoS 网络由于  独立于电力而对各种攻击更具弹性.
当 BTC 的价值下降时,矿工被迫出售硬币.质押者不必出售 ADA 代币,因此网络安全性不会降低.
比特币与法定货币类似,关键决策发生在一个小的排他性群体中.在 PoS 网络中,每个人都有投票权. BTC 持有者信任 PoW 矿工,就像美元持有者信任美联储一样.
中本聪在 2009 年推出比特币,开启了金融革命.比特币使用 PoW 共识,它在整个存在过程中运行良好,并证明了它的质量.然而,没有协议存在于真空中,并且由于协议的动态环境和内部设置,个体特征会随着时间而变化.比特币不像一开始那样在大量笔记本电脑上开采.矿工必须购买昂贵的硬件并将哈希率委托给选定的矿池.通过一个称为减半的过程,安全预算会定期变化.有些趋势并不乐观,公开讨论它们是公平的.
2015 年左右,IOG 团队开始构建 Cardano.团队考虑使用 PoW 还是 PoS 是否更有利. PoS 的决定是经过仔细研究和许多科学研究后做出的. Cardano 于 2020 年开始使用 PoS,该协议运行时没有任何重大问题或需要重启.许多科学论文经过同行评审,并已在许多会议上发表. Ouroboros Praos Proof-of-Stake 研究在其他论文中被引用超过 100 次.应该提到的是,所有的科学研究和源代码都是开放的.世界上任何人都可以看到 PoS 是如何设计的以及它是如何工作的.
一篇关于 PoW 与 PoS 的有趣论文来自 Lyn Alden,他认为 PoW 是更好的解决方案.我们将尝试证明 PoS 在许多方面提供了一个有趣的替代方案.
Lyn 将她的工作重点放在以太坊的 PoS 上.我们将专注于 Cardano 的 PoS,因为我们更了解这种共识.更重要的是,卡尔达诺的 PoS 在撰写本文时已经运行了将近 2 年.无需推测理论上可行的方法.实践表明 PoS 在过去两年中是如何运作的.
以下特征对于公共区块链网络最为重要.这就是为什么我们在本文中为它们投入最多篇幅的原因.
去中心化:去中心化是区分当前所有金融解决方案与区块链网络的关键特征.去中心化是指在尽可能多的独立参与者之间分配决策权.
安全性:由于区块链网络的去中心化性质,安全性建立在与集中式解决方案完全不同的原则之上.区块链网络的安全性基于博弈论,建立在人们独立想要最大化自身利润的策略之上.网络的安全性取决于必须激励诚实行为并符合网络利益的经济激励措施.如果诚实的参与者占多数,网络将保持安全.
长期可持续性:区块链网络就像是按预算运营并有收入和支出的企业.该网络向共识参与者支付安全性和去中心化费用.收入包括货币扩张(可能有限制)和交易费用的收取.比特币和卡尔达诺的硬币数量是有上限的,所以随着时间的推移,收入将越来越多地依赖于交易费用.
去中心化和安全性是必须随着更高的网络采用率而随着时间的推移而增长的参数.越多的人依赖区块链协议,对安全性的要求就越高.这意味着攻击的成本必须增加,以防止攻击者尝试实施攻击.与此同时,权力下放必须增加,因为政治家和企业控制网络的尝试将会增加.
网络预算直接决定了这些关键特性在足够高的水平上可以维持多长时间.随着预算的减少,理论上安全和去中心化的质量也会降低,这可能导致攻击尝试成功.
重要的是要注意,它没有定义什么是足够的安全级别和足够的去中心化级别.团队应努力使这些特征尽可能高,并随着采用而扩展.只要不破坏协议的基本规则,此任务可能非常复杂.
从技术上来说,公共网络中的所有参与者都不可能拥有平等的地位.在Cardano和比特币的情况下,资金池运营商有最大的责任,因为他们生产区块.因此,他们可以决定,例如,在一个区块中包括什么交易,或者在分叉的情况下,在哪个区块上建立.如果监管机构想强制审查交易,他们只需要关注资金池运营商.网络中存在的来自不同国家的资金池数量越多,网络对监管压力的抵抗力就越强.
下一组是由将权力下放给资金池运营商的实体组成的.在像比特币这样的PoW网络中,矿工将哈希率委托给所选择的矿池.同样,在Cardano这样的PoS网络中,造币者将硬币委托给所选择的资金池.原则上,这是一个相同的过程.委托人相信所选择的池子经营者会诚实地行事.如果不是,他们会把权力下放给另一个池.如果网络中存在多个资金池运营商,并且启动一个新的资金池在经济上是可行的,这就是健康的.
池运营商可能有自己的一份决策权(他们自己的哈希率或硬币),但大多数情况下,他们依赖于委托者.在发生攻击的情况下,是委托人可以避免攻击或通过权力下放强制执行池运营商的预期行为.例如,如果监管机构强迫一个主要的资金池审查交易,委托人将开始支持另一个资金池.同样,权力在委托人之间分配得越多,网络对攻击的适应性就越强.随着权力分配的增长,民主决策也在增长.
比特币在一开始并没有池子.任何人都可以在他们的笔记本电脑上挖出一个区块,并获得奖励.比特币的去中心化处于最高水平,因为用户的地位基本平等.这种情况随着ASIC矿机的出现和矿池的出现而改变.用户不得不购买昂贵的硬件,以使其值得开采BTC币.随着矿池的出现,有一小群实体可以产生一个区块.网络安全得到明显改善,但去中心化开始明显下降.
今天,区块生产由大约9个主要的池子主导.其中一个主要参与者是Binance交易所.请注意,如果Foundry USA Pool,Binance和AntPool同意一起工作,他们的哈希率合计超过51%.如果对网络方便的话,代表们可以把哈希率委托给其他地方.问题是他们会如何快速响应潜在的问题.
比特币开采已经成为一门生意.企业家们正在购买数以万计的ASIC矿机,并把它们放在大的采矿大厅里.大玩家可以与硬件和电源供应商谈判,获得巨大的折扣.他们甚至可以与矿池运营商协商更好的条款.世界上不同地区的能源价格不同,所以采矿业将始终集中在条件较好的地方.长期以来,中国一直主导着采矿业.如果某个地区的采矿条件明显改善,就会再次出现集中.国内爱好采矿的人没有机会竞争.特别是在能源昂贵或匮乏的地区.挖比特币是一件只有富人才能做的事,而且只在世界的某些地方.
剑桥大学专家在2021年做的一项科学研究中描述了比特币去中心化和安全的现状.让我们引用一个段落.
我们表明,比特币的挖矿能力高度集中,在过去五年里一直如此.前10%的矿工控制了90%,只有0.1%(大约50个矿工)控制了接近50%的采矿能力.此外,这种采矿能力的集中是反周期的,随着比特币价格的变化而变化.它在比特币价格急剧上升后会减少,而在价格下降或上升期间会增加.因此,在比特币价格急剧下降或减半事件后,51%的攻击风险增加.
正如你所看到的,根据这项研究,在去中心化方面的长期趋势是非常消极的.该研究还关注了安全问题,但我们将在后面讨论这个问题.现在让我们来看看Cardano PoS网络是如何去中心化的,以及为什么会这样.
PoS网络的去中心化和安全性正随着原生币的分布而增长.这是一个优势,因为关键参数随着采用率的提高而增长,也就是说,随着网络的社会和金融重要性的提高而增长.在Cardano网络中,每个ADA币持有人都可以同时成为委托人.赌注可以看作是对比特币挖矿的一种比喻.在比特币中,BTC持有人没有决策权,不能参与网络共识.在PoS网络中,从字面上看,任何硬币用户都可以做出决定.让我们补充一下,不仅是在网络共识的层面上,而且是在某种形式的去中心化治理中.
币持有人总是对网络安全和去中心化有最大的兴趣.这是用钱购买硬币的最大群体.由于对硬币的需求,硬币的价值增加,这影响了安全,因为硬币也是对资金池运营商和委托人的奖励.在PoW网络中,委托人只是商业人士,他们不需要持有钱币.他们只关心利润.在PoS网络中,硬币持有人也是决策者,这更有意义.
从我们的角度来看,那些在游戏中拥有最大利益的人,也就是币主,没有决策权是不合理的.BTC持有者必须相信矿工的行为符合他们的利益.但矿工们总是倾向于自己的经济利益.让我们补充一下,大多数硬币持有者不会运行一个完整的节点,所以他们即使在客户选择方面也对共识没有影响.
如果你想在POS网络中拥有决策权,你只需要持有硬币并拥有一个轻量级的钱包.可以说,币的主人也是网络的主人.
赌注的包容性明显增强,因为世界上任何人都可以用同样的价值购买硬币.当用户想开始使用盯盘时,没有必要购买昂贵的硬件.盯盘不是一个有风险的业务,所以更多的人更有可能想要参与.卡达诺没有最低数量的硬币作为赌注的要求.用户实际上只需要几个币.
对于PoW和PoS,每个人都想提供被动收入.然而,赌注对于普通人来说,明显更容易获得.自私的经济利益增加了PoS网络的去中心化和安全性.对于PoW网络来说,只有安全性的提高是以分散化为代价的.更准确地说,世界上任何人都可以尝试参与PoW挖矿.个人创业者相互竞争,然而,他们的数量随着时间的推移不断减少,因为只有最好的人才能成功.
换句话说,POW挖矿的成功取决于许多外部因素,而在PoS的情况下,购买硬币就足以让硬币持有者长期参与定投并定期获得奖励.
如果你看一下Cardano网络中的资金池数量,你会看到大量的小玩家.当然,Cardano网络中也有鲸鱼.然而,PoS网络的优势在于,协议意识到了自己的去中心化,可以从经济上激励其发展.理论上,只有在有一定数量的饱和池的情况下,才能实现一个纪元的最大奖励.让我们补充一下,网络中有超过110万的委托人,而且这个数字还在上升.
去中心化的质量不仅关系到网络共识,也关系到底层基础设施.由DARPA委托的Trail of Bits发布了一份报告,评估了比特币和以太坊的去中心化情况.让我引用该报告中的一句话.
比特币的中本聪系数是4,因为控制四个最大的矿池将提供一个足以执行51%攻击的哈希值.
这基本上是一个与上面引用的研究非常相似的发现.
你还会从报告中了解到,比特币协议流量是不加密的,60%的网络流量只穿越了三个ISP.这可能构成了一个关键的漏洞,因为互联网服务提供商和托管服务提供商有能力任意降低或拒绝对任何节点的服务.
另一个发现是,比特币的矿池协议Stratum是不加密的,而且基本上是不认证的.可以通过恶意攻击来估计矿池中的矿工的哈希率和报酬,并操纵Stratum消息来窃取CPU周期和矿池参与者的报酬.
人们有时过于关注网络共识,而忘记了去中心化也取决于网络层.在比特币的情况下,这一层已经过时了,而且很脆弱.
PoS被批评为人们在中心化的交易所中押注.这是一个合理的批评,但如果你看一下上面的图片,你会发现Binance有11%的份额.这比比特币挖矿的份额要小,Binance的份额是14%.
在交易所设赌意味着人们将硬币委托给第三方,由第三方决定委托给哪个矿池.然后,交易所可以创建自己的矿池,使用用户的硬币进行委托.交易所可以滥用钱币进行攻击,或者钱币被攻击者盗取,然后使用钱币进行攻击.正如你所看到的,Binance的份额并不显著,而且随着时间的推移可能会呈下降趋势.人们对中心化解决方案的信任会越来越少,市场上会出现去中心化的解决方案.此外,主要参与者的数量也会增加.目前,这并不是一个主要的风险.社区正在努力确保人们了解与中心化交易所和自己钱包中的赌注有关的风险.
一般来说,权力的委托可以分为直接和间接.直接委托意味着硬币或哈希率的所有者,即为其付费的人,直接选择他委托的资金池,并可以在任何时候改变他的选择.间接委托意味着用户将硬币或哈希率委托给第三方,第三方承诺提供奖励,并自行决定将权力委托给谁.因此,委托者没有完全控制选择权.
值得一提的是,比特币在间接哈希率委托方面的问题与PoS网络在交易所的押注完全相同.人们可以从第三方购买计算能力,他们为自己的钱运行PoW采矿.这就是所谓的云采矿.例如,如果欧洲的能源价格昂贵,而人们仍然想从采矿中赚钱,他们可以从美国的第三方购买哈希率或租用ASIC矿机.付款是通过银行账户进行的.一切都是远程完成的.
这个问题和钉子的问题一样,因为第三方可以保留委托给哪个池的权利.即使用户被允许选择一个池子,他也很难检查第三方是否已将哈希率委托给所选的池子.用户在支付时无法控制对哈希率的使用.滥用哈希率进行攻击的可能性与滥用硬币的可能性相似.第三方基本上没有什么风险,因为很多人可以预先支付能量.
大型第三方总是有容易被攻击的缺点.攻击者可以在攻击时暂时切断哈希率,或将其重定向到它需要去的地方.
在PoS网络中,这个问题可以通过用户教育或立法来解决(中心化的交易所可以被禁止钉子).对于PoW网络来说,情况要复杂得多,因为PoW挖矿原则上是排他性的,想参与的人基本上都得相信第三方.没有其他选择.
在Genesis Mining网站上,你可以找到超过200万人使用其服务的信息.此外,还有更多类似的玩家.这些第三方对比特币挖矿的整体哈希率有很大贡献.
决策权的分配取决于特定的资源.电力消耗对PoW挖矿很重要.电能是一种昂贵的,无限的资源,并不稀缺.电可以用钱买,在比特币挖矿的背景下,这可以被视为一种投资,以便获得利润.资源必须被消耗掉,为此可以获得奖励.挖矿的成本被奖励所覆盖,理想情况下,参与者会获利.挖矿是一项有风险的业务,可能不会获利.
PoS项目中的硬币是一种昂贵而有限的资源.因此,资源本身是稀缺的.硬币在赌注中是不会被消耗的.奖励总是由协议保证的诚实行为.
正如我们上面所写的,奖励将越来越依赖于费用的收取.让我们来看看PoW和PoS之间最大的区别.
比特币通过蛮力提供其安全性.如果有人想攻击比特币,或改写历史,他们必须无条件地消耗一定数量的电力.没有其他选择.
像Cardano这样的PoS网络将其安全性建立在去中心化上,即ADA币的分布.决策权的分布越大,攻击网络就越困难.有必要攻击大量为自己做决定的独立实体,包括保护他们的资金池和币的安全.个人行为者必须很好地保护他们的私钥.然而,这与整个行业的努力是一致的,人们已经习惯于使用硬件钱包.对于资金池运营商来说,这是必须的.
能源消耗在PoW网络中执行两个任务.首先,它是一种抽奖形式,帮助决定谁在给定的时间段内获得创建新区块的权利.其次,它是防止历史被覆盖的一种安全手段.
Cardano的PoS建立在与比特币相同的原则上,它是基于中本聪共识的.根本的区别是使用了现代密码学,而不是能源消耗(密钥演化签名,可验证随机函数).密码学被用于抽奖,即决定谁能获得生产下一个区块的权利.根本的区别基本上只是消耗的能量的多少.这个差别是相当大的.比特币需要的电量与一个欧洲国家差不多,而Cardano需要的电量则与一个酒店差不多.至于保护历史重写,有必要破解加密密钥,这将是一个更昂贵的计算过程,而不是试图为多天的PoW攻击获得更高的哈希率.
PoW网络的安全性直接取决于攻击发生时的币价.在熊市中,发生攻击的机会更大.让我们计算一下51%攻击比特币的过夜成本,忽略交易费用和硬件价格.交易费用不是预算的重要组成部分,尤其是在熊市.假设一个攻击者已经计划了很长时间的攻击,那么他就会从那些在熊市中投降和倒闭的矿工那里购买旧硬件.理论上,他可以得到更老的硬件.由于BTC币价值20000美元,一天的攻击将花费大约18000000美元.
如果攻击者在PoW攻击中成功,他也会得到最长链的区块奖励,所以攻击的成本在能源方面基本上是可以收回的.攻击的成本只与硬件有关.
对PoS网络的攻击也取决于硬币的价值.然而,攻击者并没有以给定的价格购买外部的无限资源(如能源).攻击者必须直接购买项目的原生币,并达到所需数量.例如,在Cardano网络的情况下,大约有51%的ADA币.在写这篇文章的时候,ADA币的价值是0.50美元,所以一次攻击将花费至少6000000美元.对Cardano的攻击将比对比特币的攻击贵上333倍.
然而,这仅仅是攻击的理论成本.由于PoS网络的安全与去中心化更相关,攻击者必须以某种方式安排人们向他出售硬币.一旦公开市场上对硬币的需求量大,价值也会上升.这将促使人们购买硬币作为赌注.攻击的成本将逐渐变得昂贵.很难估计一个实体是否有可能购买如此大量的硬币.对购买硬币的需求越高,攻击的可能性就越小.同样,这不仅仅是关于硬币的价值.分布也有助于防止攻击.随着网络的采用,即ADA币的分布,继续增加,攻击的几率将减少.此外,鲸鱼可能不愿意出售他们的硬币.只要网络中存在诚实的鲸鱼,攻击基本上是不可能的.
相对来说,要量化PoW比PoS好多少,或者反过来说,在抵御51%的攻击方面,PoW比PoS好多少,是比较困难的.这两个概念都做得很好.在这两种情况下,攻击者都在攻击自己的财富.如果有人拥有PoS网络的1%的原生币,他们基本上有足够的资金来舒适地生活,包括他们的家人.BTC币的情况则不是这样.
比特币协议的安全性与BTC币的价值直接相关.如果BTC币的价值增加,安全性也会增加.不幸的是,反过来也是如此.这意味着,每4年发生一次额外的减半,BTC币的价值也必须至少增加2倍,以保持至少当前的安全预算水平.然而,正如我们在上面解释的那样,所希望的属性是,安全与采用的规模.
在上一轮牛市中,BTC价值上涨了约3.3倍,现在已经跌破了上一轮牛市的ATH.这基本上意味着,如果比特币要超过上一次的ATH,其倍数必须高于上一次.这绝对是可能的.然而,随着资本化程度的提高,要做到币值的倍数将更加困难.
一天的攻击成本可以通过取每天的奖励数量并乘以当前的BTC价值和区块奖励大小来计算.如果2032年BTC的价值是,比如说,50万美元,计算结果是这样的.
如果忽略交易费用,假设BTC的价值达到这个预测值,2032年的安全预算可能大约为5600万美元.
PoW对外部51%的攻击有很好的保护作用,但只是在有足够的预算之前.这似乎是一个问题,因为没有人可以预测BTC币在未来的价值.我们不要忘记,在四年的周期中,比特币的价值在达到ATH后可以下降80%,所以安全性也会下降同样的数量.所以可以说,从长远来看,比特币在经济上可能是不可持续的.
关于安全预算的话题,一个有趣的工作来自于Paul Sztorc.在文章中,你会发现以下表格,说明了区块奖励的下降和BTC的预测价值.保罗预测,2032年后,安全预算将开始减少.
在我们看来,从长远来看,对市场发展进行猜测是没有意义的.很明显,PoW的安全在20-30年后可能会出现严重问题.
PoS网络可能会好得多,因为安全预算不仅仅取决于硬币的价值,而且还取决于它们的分布.攻击者需要拥有超过一半的被押注的硬币.可以预计,如果Cardano在未来有重要的社会和金融作用,ADA币的价值将在未来10-20年内至少增加10倍,也许20倍.如果ADA币的价值到了,比如说,10美元,那么攻击的最低成本大概是1.25亿美元.从网络安全的角度来看,这似乎足够了.
运行PoS网络的成本将始终是类似的,或多或少地与运行一家酒店的成本类似.期望收取足够的交易费来酬谢池子的经营者和委托者是很现实的.
让我们做一个快速和假设的计算.如果任何网络每秒处理1000笔交易,成本为0.2美元,它每天将赚取17280000美元.就PoS网络而言,一个拥有0.001%股份的利益相关者每天将赚取172美元.对于一个普通的PoS网络,这将是一个足够的奖励,以激励用户持有硬币.假设PoS网络只能从收取的费用中获得经济上的可持续性.我们忽略了网络运营成本,但这些成本在PoS网络中是最小的.
在PoW网络的情况下,情况就不太妙了,因为网络的类似收入无法提供足够的网络安全.更糟糕的是,收入的很大一部分被矿工用来支付能源成本.因此,矿工的利润会相对较小.我们不要忘记,硬件成本和交税也是矿工必须考虑的支出.
一旦网络补贴开始大幅减少,这将是2044年之后的某个时间,届时区块奖励将是0.09BTC,比特币网络将不得不收取数千,但最好是数亿美元的费用.如果第一层的可扩展性没有改善,用户将不得不支付数百美元的费用.
当然,如果BTC币的价值在几千万美元,网络就不会如此依赖费用.
预测收取费用的收入也是相当有问题的,因为发展取决于技术进步,采用,以及人们在第一层支付昂贵费用的意愿.常规的市场原则总是会起作用的,如果有一个更便宜的替代品,人们就会使用它.人们很可能会使用第二层和其他更便宜的解决方案来转移价值,所以这些解决方案将以第一层为代价收取交易费.
Cardano比比特币的能源效率高约100000倍.它可能更多或更少,取决于BTC币的价值,因为实际的能源消耗取决于奖励的大小.这是一个重要的因素,因为高能耗将永远是一个有争议的话题.如果我们今天有几个PoS网络在运行,那么要证明运行一个PoW网络是合理的将变得越来越困难.总会有很大一部分人有环保意识,会拒绝PoW.年轻一代往往比老一代更关心环境.
PoW的支持者,包括Lyn,认为PoS是一个更复杂的共识,因此我们应该更愿意使用PoW.只是因为PoW更简单.在技术的世界里,我们恐怕很难为这一论点辩护.这就像争辩说我们不应该制造更高效更清洁的内燃机,因为它增加了交通事故的风险.或者我们应该使用第一代移动电话,进步会止于发短信.现实情况是,科学和研究在不断推动技术进步.改进技术是我们文化的一个自然组成部分.今天,几乎没有人知道移动电话中使用了哪些技术,以及它们究竟是如何工作的.然而,我们都在使用它们.
PoS是一个更复杂的共识,但这并不意味着它不起作用.正如我们在介绍中写到的,所有的科学研究和源代码都是开源的.如果我们能创造出更环保的技术,我们就应该使用它们,人们自然会倾向于此.
PoW和PoS都依赖于密码学,而密码学是基于数学的.功能可以得到科学的验证.从我们的角度来看,PoS从根本上说并不比PoW更复杂.比方说,使用不同的加密工具.哈希函数和密钥进化签名之间的差异有多大?
没有理由喜欢旧的加密工具而害怕新的加密工具.旧的加密工具会变得过时,不再安全.不断创造新的工具是很重要的.随着量子计算的出现,目前的密码学将被取代.区块链网络要么做好准备,要么就会消失.换句话说,即使是比特币,在几年内也必须使用更复杂的密码学.
去中心化的网络在理想情况下应该没有单点故障.现实情况是,区块链网络有重要的参与者.这些人主要是池运营商和一群委托人.
对PoW网络中的重要点进行物理攻击是相对容易的,因为挖矿是在大型挖矿大厅进行的,很容易追踪.在过去,由于中国的洪水,哈希率下降.如果一个国家决定禁止挖矿,需要很长时间才能将ASIC矿工以某种方式运送到其他地方.
PoS网络对物理攻击的抵抗力要强得多,因为它们基本上只依赖互联网和电力.世界各地数以百万计的人可以通过钱包将权力委托给一个选定的矿池.如果一个国家禁止抵押或经营一个矿池,硬币可以在几分钟内转移,业务可以在世界的另一端相对快速地建立起来.
ASIC矿机可以很容易地被没收,然后用于攻击或销毁.由于代表者更多地分布在世界各地,所以硬币的难度更大.所以,要找到他们并执法更难.
如果哈希率意外下降,无法快速交付,区块生产就会放缓.这可能会使网络迅速被新交易堵塞.如果这种情况发生在难度调整周期的开始,那么在网络再次可用之前,可能需要相对长的时间.
PoS网络没有类似难度调整的功能.在定期的短间隔时间内,不同的池子被赋予生产下一个区块的权利.他们要么抓住机会并获得奖励,要么就没有.如果一个区块池未能在给定的时间段内生产一个区块,这不是一个问题,因为另一个区块池很快就会得到机会.
比特币对硬件和电力的依赖被认为是一种优势,因为它扎根于物理世界.然而,它也有明显的缺点.如果一个供应商创造了一种新的技术,其效率明显高于竞争对手的解决方案,并决定不出售他们的设备,而是自己使用它,他们基本上会集中采矿.随着时间的推移,这样的玩家将完全控制网络.
类似的事情也会发生在能源方面.如果一个国家想控制采矿,从而在本质上控制投票过程,它所要做的就是补贴能源或建造一个新的能源.更多的国家可以做类似的事情.问题是,企业家将处于不利地位,零售业根本没有机会参与采矿.网络基本上会被几个州控制.
参与去中心化必须尽可能具有包容性,因为控制网络的愿望与网络的重要性一起增长.今天,企业基本上已经把零售业赶出了系统.假以时日,比特币可能被几个顶级商人控制,或者被几个国家控制.在我的地盘上没有人挖比特币.有几个人在挖以太坊.然而,我知道有几十个人在押注ADA.这就是今天的现实.
要建立PoS网络的去中心化,以及对币的分配的决策过程,似乎是一个更好的设计.不过,国家还是可以尝试购买大量的硬币并获得主导地位.一旦几个大玩家有了显著的主导地位,人们就会失去信心,迁移到另一个网络.试图获得主导地位并滥用他们的地位,从大玩家的角度来看没有什么意义.
可以说,PoW和PoS网络都可以被少数拥有大量预算的实体所控制.从这个角度来看,我们认为这两种共识协议之间没有什么区别.
去中心化的网络不仅应该对外部攻击有弹性,也应该对内部攻击有弹性.也就是说,要抵御来自池子经营者和大型委托者的攻击.假设有足够大的安全预算,PoW网络可以很好地抵御外部攻击.根据上面引用的研究,大约50个矿工控制了50%的哈希率.这意味着,如果这50个矿工合作,他们可以集体破坏网络.虽然50个行为者仍然是一个相对较大的数字,但随着时间的推移,这个数字可能会减少.滥用权力的风险增加.
假设硬币的分布越来越多,PoS网络不仅更有可能抵御外部攻击,也更有可能抵御内部攻击.PoS网络比较年轻,所以我们必须等上几年才能得出确切的结论.
在任何可以通过金钱获得权力的系统中,鲸鱼总是会存在的.可以想象,团队与社区一起将被迫提出新的规则,以提高去中心化程度,这是现实的.
看看人们在币值大跌时的表现是很有趣的.PoW矿工需要定期出售硬币以保持盈利.当硬币的价值急剧下降时,矿工被迫迅速出售硬币,以便能够支付他们的能源成本.然而,这导致硬币的价值进一步下降.这引起了市场的恐慌和大规模的抛售.或者,矿工可以暂时关闭ASIC矿机,并等待观察情况的发展.这两种情况都会降低比特币的安全性.BTC币值的降低主要会影响所有者.
对于PoS网络来说,币值的下降不会对安全产生如此巨大的影响.在最近BTC价值跌破2万美元的水平时,押注ADA币的人数并没有下降.除了ADA币的价值下降外,押注没有直接的损失风险.人们更愿意抵制价格的短期下跌,因为如果他们相信ADA币的价值会有回报,他们就没有理由停止押注.他们本质上继续保护网络免受51%的攻击.在这种情况下,独立于电力似乎是一种优势.
如果市场上有大量的ASIC矿工,而矿工的奖励预算随着时间的推移不断减少,矿工就会有动力去开采另一个较新项目的硬币.矿工本质上是雇佣兵,他们希望自己的工作得到回报,会去回报更高的地方.较年轻的项目可能有更高的回报,所以矿工可以很容易地转移到其他地方.可能一个年轻的PoW项目会有比比特币更高的哈希率.当然,这取决于竞争项目对币的需求,然而,同时在某种程度上,这种情况也取决于BTC币的价值.
我们可以想象,由于向绿色能源的过渡,世界将面临能源危机,合理消费的压力也会增加.政府可能不喜欢PoW挖矿,并可能倾向于将矿工赶出国门,就像中国所做的那样.其原因只能是环境问题.这至少在短期内会削弱哈希率.PoS网络不存在这个问题.
还有许多其他的攻击媒介,我们没有描述.然而,事实证明,与PoS网络相比,PoW网络没有任何额外的优势,而对能源消耗的依赖似乎更像是一个缺点.如果已经运行的PoS网络,如Cardano,Algorand,Polkadot在未来几年内保持安全,没有人设法打破他们的保护,那么显然PoW是没有必要的.
在林的工作中,你可以找到以下论点.
工作证明很简单,因为没有必要惩罚那些试图验证错误的链或者制造不符合节点网络规则的无效区块的坏矿工.他们的惩罚仅仅是,他们把电花在了无效的区块上,或者没有包括在最长的最终链上,从而损失了钱.他们自作自受,因此很少故意发生.区块链和现实世界的资源之间存在着切实的联系.
Cardano不需要直接惩罚不良行为者.它不需要像砍价那样的东西,因为它有一个独特的奖励分享方案,支持在一个所有利益相关者都受到经济激励而理性行事的环境中实现高度的去中心化.纳什均衡是对每个理性参与者的策略规定,其特性是如果其他参与者遵循它,理性参与者偏离它就没有意义.
如果池子在一个给定的纪元中故意不产生任何区块,它就不会得到奖励.这种惩罚是充分的,因为攻击者正在运行他的池子,并没有得到协议的奖励.为了使一个池子有机会铸造区块,它必须有足够的赌注.赌注是由操作员币或委托人币组成的.如果区块池没有盈利,委托人就会迁移到一个有竞争力的区块池.当然,低效的资金池会受到惩罚,而诚实的资金池会得到加强.资金池运营商可以使用自己的硬币,故意损害网络.然而,这种情况并没有发生,即使发生了,也不会对区块生产产生重大影响.
林认为,与一个不断被消耗的物理资源的联系是人们理性行为的必要条件.但人们的行为是理性的,因为有机会获得奖励.直接惩罚是没有必要的.在协议中对低区块生产效率实施直接惩罚并不困难,但到目前为止的实践表明,这并不是必要的.
ADA币的购买力和将其兑换成法币的能力是数字世界和物理世界之间的充分联系.网络共识不需要消耗过多的电力来保证安全和可靠.
一个流行的论点是,在PoS网络中,富人会更富有.在我们看来,这种说法是错误的.林写道.
在赌注证明系统中,你拥有的硬币越多,你的投票权就越大,而那些拥有硬币的人也是通过赌注赚取新硬币的人.由于他们不需要消耗资源来做赌注,他们可以简单地增加他们的总赌注金额,因为他们从赌注奖励中不断赚取硬币,随着时间的推移,他们对网络的影响呈指数级增长,永远如此.换句话说,网络主导权往往会导致更多的网络主导权.
"你拥有的硬币越多,你的投票权就越大 "的说法可以改写为 "你拥有的哈希率越多,你的投票权就越大".这在PoS和PoW情况下都成立.
当涉及到利润时,业务量大的一方总是赚得更多.如果你运行10倍的ASIC矿工,你将比运行单一ASIC矿工的人赚取10倍的利润.
Cardano按比例奖励委托者.如果你持有100个ADA币,你将每年平均收到5.4个ADA币.如果你持有100000个ADA币,你会得到5433个ADA币.因此,如果你持有1000倍的硬币,你的奖励就会高出1000倍.你在游戏中的皮肤更高,所以你有更多的投票权是公平的.
真正重要的是你能多快地利用奖励来获得对网络决策和奖励的更大影响.Cardano比比特币更公平,因为每一个新的ADA币都会自动计入你的赌注并提升它.而PoW则不是这样的.为了增加你在网络中的哈希率份额,你需要能够从获得的奖励中购买一个新的ASIC矿机.因此,你必须在较长的时间内收集奖励,才能购买新的ASIC矿机.作为一个家庭爱好的矿工,你可以等待一年之久.一个大商人每天的收入足以购买新的ASIC矿机,所以他可以比业余矿工更快地扩大业务.
在PoW网络的情况下,富人致富更快,这是成立的.对于PoS网络,这个问题明显没有那么夸张.
IOG团队发表了第一篇关于加密货币平均主义的研究报告,我们推荐你阅读它.
另一个常见的说法是,只有PoW有公平的硬币分配,因为所有的硬币都必须被开采.通过PoS网络,一个团队可以保留大量的硬币,从而保留控制权.我们敢说,Cardano有一个公平的硬币分布.有超过33800000000个ADA币在流通,这超过了币的总量的75%.26000000000被出售给公众.
到底什么是公平的硬币分配?从新用户的角度来看,这关系到他们如何获得硬币.今天,加密货币投资者在交易所购买硬币.如果进入成本为数千美元,很难想象有人会开始挖比特币.新人并不关心最初的硬币分配是什么.新人应该感兴趣的是,在总量中,目前有多少硬币在流通,以及目前持有者的构成是什么.如果大部分硬币由团队和VC投资者持有,如果他们决定大量出售,这可能是危险的.
在实践中,无法实现硬币的公平分配,因为那些先买的人买的明显更便宜.对于不稳定的资产,不能像股票一样实现公平.购买加密货币总是有风险的,谁在开始时更愿意承担风险,谁就有更高的利润.我们不要假装币的开采方式或在ICO中最初的销售方式比实际情况更重要.一个公平的分配是地球上所有的人在同一时间获得相同数量的硬币.这是个无法实现的目标.
林和其他人认为,BTC币是一种商品,而PoS网络币是股权.BTC被认为是黄金,而ADA币作为Cardano网络的股票.我们认为试图用旧的经济标签来描述加密货币是不合理的.然而,让我们看一看.
许多矿业公司开采黄金,金匠将其变成金条,你可以购买.这种金条不依赖于采矿公司.他们可以破产,而金条的价值仍然是一样的.黄金和矿业公司之间没有任何联系.黄金开采和黄金所有权是完全相互分离的.除非在经济上是可行的,否则黄金开采可能根本不会发生.
在加密货币的情况下,硬币的存在直接取决于网络及其创造新区块的能力.没有网络,硬币就不会有流动性.因此,硬币的所有者主要依赖于网络的经济模式,安全性和去中心化.如果加密货币持有者想保护他们的财富,他们必须继续监测网络的状态,了解基本机制,并在有任何危险时及时出售硬币.网络的存在和币的拥有之间有直接的联系.
将PoW挖矿与BTC币主分开是有利的,还是ADA币主对Cardano网络有一定控制权更好?
目前金融世界的运作方式是,所有美元的使用者都无法控制货币政策.货币政策是由联邦储备委员会(Fed)控制的.美元的用户必须信任美联储,而美联储是一个小团体.持有BTC硬币本质上是同样的事情.BTC持有人必须信任PoW矿工和矿池运营商.BTC持有者对矿工和资金池运营商的行为的控制是最小的.正如我们所说,大多数用户没有也不会操作完整的节点.挖矿是一项独家业务.所以BTC在控制方面与法币非常相似.PoW矿工,就像美联储一样,总是将自己的利益置于BTC持有人的利益之上.唯一不同的是,BTC持有者依靠的是比特币规则的不变性.然而,这只是用户和团队与采矿参与者之间的一种社会契约.
想象一下,如果每一个美元持有者都能用他或她的份额来决定货币政策.这就是PoS网络的工作方式.ADA持有人对网络共识有控制权,可以直接决定支持哪个矿池.这样做,他们本质上参与了去中心化,确保资金池不审查交易,甚至可以直接决定货币政策.他们一起保证货币政策保持不变.如果它在任何条件下发生变化,它将由所有ADA币主决定,而不是一小部分矿工.这与目前的法币世界毫无关系.
我理解BTC因为挖矿而像黄金的说法,但在互联网的世界里,这个比喻恐怕并不准确.此外,通过加密货币,我们希望有一个比当前金融系统更好的系统.解决方案是在所有用户之间分配权力,而不是把重要的权力留给一小部分人.
如果我们不得不决定是用PoW还是PoS网络来取代当前的金融世界,那么PoS网络肯定看起来更可取.在我们看来,谁持有ADA币,谁就在网络中永远拥有相应的决策权,这是一个优势.相反,如果人们为了拥有决策权而被迫花费金融资源(能源消耗),这似乎是一个只有富人才能做决定的排他性系统.
还有一个原因是,没有人可以预测未来,网络规则很可能要改变.例如,如果比特币的安全预算用完了,需要引入通货膨胀,由谁来决定?应该是矿工还是所有BTC币持有者?投票将如何进行?PoS网络为去中心化的治理和未来做好了更多准备.
与无法改变的僵化系统相比,轻松适应新条件的能力可以说是一大优势.争论的焦点不在于是否要改变规则,而主要在于谁来决定.分权的基本规则之一是,系统中的每个人都有平等的地位.这基本上意味着,如果大多数人同意改变,就没有问题,可以进行改变.
PoW和PoS共识都有弊端,没有一个区块链网络是完整的.比特币的去中心化程度在下降,长期安全性不确定.Cardano仍然是一个相对较新的网络,但自从部署PoS共识后,它的去中心化程度更高,攻击它的成本更高,更难承诺.从长远来看,PoS网络通常更具有可持续性.
量子计算机的出现将迫使团队彻底改变目前的密码学.区块链网络仍然依赖于人类.网络最重要的东西是团队和社区.协议规则的任何重大变化都必须符合社区大多数人的意愿,因为这就是我们满足去中心化的基本原则.如何正确把握团队和社区之间的沟通,仍然是一个研究和实验的课题.
关于PoW和PoS网络的优势和劣势的严肃辩论还没有发生.社区之间的相互争论多于辩论.许多论点是错误的,更多的是基于意识形态而不是现实或理性的推理.这是一个耻辱,因为如果我们真的想找到合适的网络并使我们的世界去中心化,我们需要一起努力找到最好的候选人.