Vitalik 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。

原文标题：《WhyProofofStake(Nov2020)》撰文：VitalikButerin编译：Unitimes_David

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。

以太坊新闻周刊创始人：Vitalik 并未出售3000枚以太坊:11月15日消息，以太坊新闻周刊创始人Evan Van Ness发推称，询问Vitalik Buterin后得知，0xe692开头的钱包地址非V神所有，所以这是假新闻。

此前消息，据慢雾监测显示，以太坊创始人Vitalik Buterin地址（0xe692开头）近日在Uniswap V3上分三笔将3000枚以太坊兑换为了400万美元的USDC。[2022/11/15 13:06:16]

基于ASIC的PoW

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。

攻击总成本：486.67美元0.08美元=486.75美元

Swingby与Waves计划将LTC、BEP-2代币和隐私币连接到Gravity:Swingby和Waves联合力量来增强其链间基础设施，并将LTC、BEP-2代币和隐私币连接到Gravity及其各种目标链。Swingby和Gravity宣布达成合作，重点是将两个为跨链交互设计的基础设施结合起来，共同构建链间DeFi。（Globe Newswire）[2020/9/1]

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。

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％。

DeFi项目Waves将Suterusu集成至Gravity协议:据官方消息，DeFi项目Waves宣布与隐私保护项目Suterusu（Suter）达成合作，后者将与Gravity协议集成，通过Suterusu的隐私保护DeFi功能形成一个联盟，进一步加强Gravity的区块链不可知数据和链间通信协议。

注：Gravity是一个无基础代币的预言机，具有跨链通信网络。[2020/8/22]

攻击总成本：0.90美元/天*6.667年=2189美元

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。

动态 | EOS 的Activity指数为61,173,284:据IMEOS报道，截止01月24号11点，blocktivity.info上显示，排名第一的 EOS 的Activity指数为61,173,284 ，排名第二、第三分别为 TLOS 和 KIN 。Acitivity指数为最近24小时内在区块链上执行的操作数量。[2020/1/24]

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。

动态 | Vitalik Buterin在layer2解决方案中加入SNARK:上周，以太坊核心开发者Schoedon表示，以太坊网络已经超负荷，Dapp开发者应该在其他链上建设。Vitalik Buterin不同意这一观点，他认为大多数Dapps并不是针对Gas进行优化的，而且行业内的竞争将“推动”次优Dapps。他还强调了layer2解决方案的重要性和前景，并在Ethresear.ch上发布了一个潜在的使SNARK-utilizing分叉解决方案来支持他的论点。[2018/9/25]

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。

另请参阅我之前关于股权证明的文章。

ProofofStakeFAQAProofofStakeDesignPhilosophy

来源链接：vitalik.ca

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