谈 PoS, 怎能不懂 Nothing At Stake ？

PoS本质上是一种持有一定币量而获得挖矿资格和收益的共识协议，在最初ProofofStake2013年被提出来后，NothingAtStake(无利害关系）的问题和Long-RangeAttack问题是经常被谈论的ProofofStake共识协议的挑战。想更深入了解PoS？知道是什么，还需要了解为什么。今天我们先来看看NothingAtStakeproblem。NothingAtStake,asituationwheresomeonelosesnothingwhenbehavingbadly,butstandstogaineverything.NothingAtStake问题的本质是“作恶无成本，好处无限多”。具体来讲，是当在PoS共识系统出现分叉(fork)的情况时，出块节点可以在”不受任何损失“的前提下，同时为多条链出块，从而有可能获得“所有收益”。这就好比有个窗口，排队既可领钱，当只有一个窗口时，大家会乖乖的排队，每人都有，其乐融融。但是当第二个窗口出现时。大家知道，最终这两个窗口有可能只有一个领到的是“真钱”，另外一个的钱会变成废纸。但排队的你不知道哪个窗口会是发“真钱”的窗口。所以你会怎么做呢？你可能会下个跑腿订单帮你分身同时去另外一个窗口排队。但是，在实际PoS出块节点时，此时的分身无成本，只是计算机做一个运算而已。这会造成什么乱象呢？聪明的出块节点会有动力产生新的分叉，支持或发起不合法交易，其他逐利的出块节点会同时在多条链上排队出块支持新的分叉。随着时间的推移，分叉越来越多，非法交易，作恶猖狂。区块链将不再是唯一链，所有出块节点没有办法达成共识。

数据：0x36aE开头巨鲸地址于1小时前将25,669枚ILV转入Binance:7月4日消息，据Lookonchain数据显示，0x36aE开头巨鲸地址于1小时前将三天前解锁的25,669枚ILV转入Binance，价值约合120万美元，据链上数据记录显示，该地址每次接收到解锁的ILV都会将代币转移至交易平台出售。[2023/7/4 22:17:03]

另外，无利害关系问题还让双花攻击更容易。不像PoW51%的攻击那样，PoS的攻击节点只需要多一定的算力就有可以进行攻击。例如一个质押总量占流通币量只有30%的币，攻击成本相比60%质押率的网络更容易攻击。有多容易呢？如下图所示，仍然是A、B、C三个出块节点，假如A是攻击节点，它在产生分叉时创造两笔交易。一笔将X个币发给自己的一个钱包地址，同时在另外一个分叉上将X个币发到交易所。B、C出块节点因NothingAtStake所以同时会在两条分叉链上出块。当交易被交易所确认后，A将X个币出售兑换成隐私币种，移出交易所。之后A通过增加质押币量，或创建多个其他出块节点的方式提升出块权重，只在分叉链继续出块。此时最长链很明显，且逐渐拉开差距，会最终成为最长链，A成功将X个币双花。

Arbitrum链上累计锁定ERC-20代币总价值突破90亿美元:金色财经报道，据Dune Analytics最新数据显示，以太坊Layer2网络Arbitrum链上ERC-20代币累计锁仓总价值已突破90亿美元，本文撰写时达到90.65亿美元，链上合约创建总数量为2,327,098个，交易总量达到2.33亿笔，链上已创建的账户总数量为656.4万个，其中活跃账户数量为554.4万个。[2023/5/14 15:02:27]

为什么NothingAtStake问题仅仅是PoS的挑战？PoW难道不会有吗？PoW机制天生避免了这个问题。因为在出块时，矿工会付出机会成本—算力资源。如果分叉出现，矿工需要慎重的选择在哪条链上出块，一旦选错，付出的算力成本则没有收益。矿工也不会选择在两条链上均分算力，这样只会将原链的出块概率缩小一半，可能得不偿失。那么如何解决NothingAtStake问题?一般的策略都是后置惩罚，既如果被判为恶意出块行为，则会将stake的一部分或保证金作为罚金。然而，所有的惩罚和监管措施都只是事后，而不像PoW需算力出块的隐形约束直接。我们来看看Tezos是怎样使用惩罚机制来避免NothingAtStake问题的：在Tezos链上参与挖矿需要保证金，这部分保证金就是用来保证“面包师”的诚实行为，如果面包师试图在两个分支上广播区块，那么他的保证金将被没收。如果面包师成功创建和广播了合法区块，他将获得区块奖励和交易手续费。这种机制用金钱奖惩来避免双挖矿问题，节点的安全由面包师自行维护。除了后置惩罚，至今的解决方案，都是要牺牲一定程度的性能、去中心化原则，合约机制的设计也更复杂。这种复杂性体现在什么地方呢？在PoS中，节点的角色和职责众多：除了和PoW中类似的出块节点(Miner),还有验证节点（Validator)为区块背书，守护猎人（StateGuardian)抓“坏人”。守护猎人的stake有一定的锁定期，一般是需要X个区块之后才可以拿到质押的币，这样可以给守护猎人足够时间来抓住非法节点。此外，虽然项目方可以通过前置节点筛选选择信任的节点，但是中心化的问题依然不可避免：如果网络发展迅速，利益超过了组织的信誉，那么，被选出的实名节点不一定仍然可信；节点是否有足够的动机或技术能力去保证自身的反攻击能力，从而保证网络安全；节点数量有限，伸缩性不够，仍然是中心化。

3000万枚MATIC从未知钱包转入币安:金色财经报道，Whale Alert数据监测显示，3000万枚MATIC从未知钱包转入币安。[2023/4/10 13:54:46]

江苏省成立区块链发展协会，加速推进区块链技术应用:金色财经消息，在江苏省委网信办和省民政厅的指导下，江苏省区块链发展协会在南京成立，并召开了第一次会员代表大会。省委网信办副主任王万军对省区块链发展协会第一次会员大会的顺利召开表示祝贺。他表示，2021年全省区块链领域专利授权417件、同比增长106.7％，工商注册区块链相关企业数量超过8500家；在中央网信办公布的8批国家区块链信息服务备案项目名单中，全省入选项目已达157个，居全国前列；苏州获批了全国首个区块链发展先导区，以南京、苏州、无锡为代表的“1+3+N”产业布局基本形成，全省区块链发展已开始步入快车道。在全省区块链发展的关键时刻，成立省区块链发展协会，是贯彻落实省委省政府有关决策部署和省区块链发展管理统筹协调机制会议有关精神的务实举措，也是推动全省区块链技术研发、产业发展和应用治理的重要载体平台。[2022/6/2 3:57:47]

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