金色荐读 | Vitalik亲笔撰文：为什么选择PoS机制？

本文由“BifrostFinance”的“Tyronepan”翻译，金色财经于10月8日发布，为了让读者更好的了解PoS与PoW，特此推荐此文。

前言：VitalikButerin于2020年11月6日在Twitter发布了一篇名为:"WhyProofofStake?(Nov2020)"?的文章。V神认为，PoS共识机制下的区块链网络，?比PoW更安全，面临攻击的防御措施比后者更完善，且参与验证的门槛更低。

为什么选择ProofofStake(PoS)?

相较于PoW共识机制，PoS是一种更优的区块链安全机制，主要有三个原因：

1.PoS在相同的成本下更安全

最简单的比较方法就是将两者并列，看看每天每$1的区块奖励下攻击一个网络的成本是多少。

基于GPU挖矿的PoW?

租用GPU是很便宜的，所以攻击网络的成本只是租到足够的GPU超越现有矿工的成本。每$1的出块奖励，现有矿工应该花费$1左右的成本。因此，攻击网络只需要每天暂时花费超过$1，而且只需要几个小时。

金色财经挖矿数据播报 | ETH今日全网算力上涨0.54%:金色财经报道，据蜘蛛矿池数据显示：

BTC全网算力147.941EH/s，挖矿难度20.82T，目前区块高度667831，理论收益0.00000652/T/天。

ETH全网算力351.954TH/s，挖矿难度4673.19T，目前区块高度11734824，理论收益0.00569817/100MH/天。

BSV全网算力0.737EH/s，挖矿难度0.11T，目前区块高度671767，理论收益0.00122131/T/天。

BCH全网算力1.814EH/s，挖矿难度0.25，目前区块高度672122，理论收益0.00049616/T/天。[2021/1/27 13:38:00]

攻击总成本：约$0.26(假设攻击时间为6小时)，随着攻击者获得出块奖励，有可能降至零。

基于ASIC芯片挖矿的PoW

ASIC芯片是一种资金成本，可以预期它在磨损、或被更好的硬件淘汰之前还能用2年左右。如果一条链遭到51%攻击，社区很可能会通过改变PoW的算法来应对，如此ASIC芯片将失去价值。平均来说，挖矿约1/3的持续成本和2/3的资金成本。因此，每天每?$1的出块奖励，矿工将花费约?$0.33的电费维护费，还有约?$0.67的ASIC成本。假设一个ASIC芯片的寿命约为2年，那么矿工需要在该数量的ASIC硬件上花费$486.67。

金色相对论丨林念龙：矿机公司发展AI是为了避免鸡蛋放在一个篮子中:本期金色相对论在讨论上，在谈论排名靠前的矿机企业都在做AI芯片这一话题时，蜂窝联合创始人林念龙认为：矿机公司不把鸡蛋放一个篮子，避免“百度10多年主要收入只来自于搜索”一样的尴尬局面。一般来讲，AI公司的能力还在生活应用和机器学习上，都是软件层面；矿机公司在硬件的技能和资金实力上，非常雄厚，是AI公司一般不敢去碰的领域。AI是“软件”，矿机公司是“硬件”，软硬结合，未来是互补合作的关系。[2018/6/27]

攻击总成本：$486.67?$0.08=?$486.75

不仅使用ASIC芯片挖矿的PoW中攻击成本变高了，提供这种高成本攻击防范的同时使得整个网络趋于中心化，因为矿工加入的门槛也变高了。

权益证明?PoS

权益证明中几乎全部是资金成本，唯一的运营成本是运行节点的成本。现在，大家愿意锁定多少资本来获得每天$1的奖励呢？与使用ASIC不同的是，存入的币不会发生折旧，当质押完成后，经过短暂的等待期便可以取回质押的币。因此，参与者应该愿意为同样数量的奖励支付更高的资金成本。

金色财经现场报道 Melnikoff：区块链技术能成为政府和私有机构的桥梁:在GBLS全球无眠区块链领袖峰会上，于斯坦福大学和MIT从事物理学方面的工作Dr. Steve Melnikoff表示：在极大规模当中使用区块链技术是非常有意思的事情，区块链本身是新的技术，在新的技术中应用区块链的技术是非常有意思的，因为如果能够是现在不同行业中大规模使用，就能够实现区块链技术的最终落地。例如，区块链能够帮助玻璃化的过程，并且验证交易数据，尤其是工程数据方面，如果用区块链技术进行记录的话，保证工程数据可以五十年、一百年都被保存，可以让后面的人查证项目是否按照最终的数据完成。此外区块链技术在这个过程当中还发挥了另一层作用，成为政府和私有机构的桥梁。[2018/6/6]

我们假设，约15%的回报率足以激励人们去押注。那么，每天?$1的奖励将吸引6.667年的存款回报，即?$2433。一个节点的硬件和电费成本很少，而一台千元电脑的成本可支持质押几十万元美元的资金，每个月约?$100的电费和网费足以满足这样的需求。但保守的说，这些持续成本占到了质押总成本的10%左右，所以每天只有约?$0.9的奖励，最终对应的是资金成本，所以需要把上面的数据减少约10%。

金色财经独家分析 版权应用场景落地诉求迫切:虽然文山辟谣没有参与任何区块链项目，但是辟谣书也说明了自己确实处于“他人介绍、正在了解”阶段，原创内容的应用，也将是一个潜力较大的应用场景。金色财经分析，如果真正能够顺利的实现减少中介费用，实现更大收益，原创者有充足理由发起和参与区块链项目。今日2018中国网络版权保护大会在北京召开，中国信息通信研究院在会上发布了《2017年中国网络版权保护年度报告》。报告指出，在版权交易与合作方面，版权图片开放平台精准对接供需双方，版权合作共赢模式步伐加快；区块链技术也开始应用于原创内容交易平台。在我们思考开展区块链项目时，要考虑其对于产业是否必要，而无疑内容产业中区块链的应用恰到好处，诉求也比较迫切。[2018/4/26]

攻击总成本：$0.9每天*6.667年?=$2189

从长远来看，随着质押率的提高，这一成本预计会更高。我个人预计这个数字最终会上升到$10000左右。

维持这种安全体系唯一的“成本”只是在于押注中的资产不具有流动性。甚至可能会出现这样的情况：公众知道这些资产都被锁起来会导致币价上升，所以在社区里漂浮着准备进行投资的资金总量保持不变!而在PoW中，维持共识的“成本”是消耗大量的电力。

金色财经讯:央行金融市场司司长纪志宏：以比特币为代表的虚拟货币，一度投资炒作成性，涉嫌非法集资金融、等违法犯罪。[2017/10/29]

安全性更高还是成本更低？

有两种方式可以在低成本中实现5-20倍的安全增益。一种是保持出块奖励不变，从提高安全性中获益；另一种是大规模减少出块奖励，保持安全水平不变。

两种方式都可以。我个人更倾向于后者，因为我们在下面会看到，在权益证明中，即使是成功的攻击也比工作量证明的攻击危害要小得多，也容易恢复得多!

2.在PoS共识机制下，受到攻击更容易恢复。

在PoW网络中，如果你的链受到链51%攻击，你都能做什么？到目前为止，实践中唯一的应对措施就是"等到攻击者主动撤销攻击"。但这忽略了一种更危险的攻击可能性，这种攻击叫做产卵营攻击，攻击者一次又一次地进行攻击，目的很明确，就是为了使整条链瘫痪。

在一个基于GPU的系统里，没有任何防御措施，一个持久性的攻击者可以轻而易举地使整条链永久瘫痪。事实上，在进行攻击的几天后，攻击者的成本可能降至非常低，因为诚实的矿工无法在被攻击的链中得到出块奖励，从而退出。

在基于ASIC的系统中，社区可以应对第一次攻击，但随后又变得束手无策。首先社区会通过硬分叉改变PoW算法来应对第一次攻击，从而将所有ASIC“锁定”。但如果攻击者愿意承受这最初的费用，在这之后情况就会恢复到与GPU的情况一样，所以攻击者可以廉价地继续产卵营攻击，这是不可避免的。

当然在PoS的情况下会好很多。对于某些类型的51%攻击，在权益证明中有一个内置的“惩罚”机制，通过这个机制，攻击者的大部分股权将被自动销毁。对于其他更难发现的攻击，社区可以在少数用户激活的软分叉上进行协调，攻击者的资金再次被大部分销毁。不需要明确的"硬分叉货币消除"，除了要求在UASF上协调选择少数区块外，其它都是自动的，只需要按照协议规则执行即可。

因此，第一次攻击该链将使攻击者损失数百万美元，而社区将在几天内恢复正常。第二次攻击仍然会让攻击者损失数百万美元,因为他们需要购买新币来替换被销毁的旧币，而第三次则会花费更多的成本。这个游戏是不对称的，对攻击者非常不利。

3.相比ASIC，PoS更加去中心化。

基于GPU挖矿的PoW是合理去中心化的，得到一个GPU并不难。但基于GPU的挖矿在我们上面提到的"安全性"标准上基本不合格。而基于ASIC的挖矿，则需要几百万美元的资金才能进入。

这也是常见的"权益证明意味着富人更富"论点的正确答案。ASIC的挖矿也意味着富人更富，而且这个游戏只限于富人。至少在PoS中，质押所需的最低金额相当低，很多普通人都能承受。

另外，PoS更耐审查。GPU和ASIC挖矿都是非常容易被发现的：它们需要大量的电力消耗、昂贵的硬件采购和大型仓库。而PoS则可以在一台不起眼的笔记本电脑上完成，甚至可以通过VPN完成。

PoW的优势

我认为PoW有两个真正优势，尽管我认为这些优势很薄弱。

1.PoS更像是一个"封闭的系统"，财富集中需要很长时间。

在PoS中，如果你有一些币，你可以质押它们获得更多的奖励。在PoW中，你可以不停赚取更多奖励，但你需要更多外部资源。因此，我们可以说从长期来看，PoS?中币的分配有可能变得越来越集中。

在PoS中普遍的奖励很低；在以太坊2.0中，我们预计每年的验证人奖励相当于?ETH?的总供应量约0.5-2%，而验证人越多，利息就越低。因此，集中化可能需要一个多世纪的时间才能翻倍，而在这样的时间尺度上，其它的压力很可能会占据主导地位。

2.?PoS需要"弱主观性"，PoW则不需要

关于"弱主体性"的概念，。本质上，当一个节点第一次上线，或任何一个节点在离线很长一段时间后上线时，该节点必须找到一些第三方来源来确定正确的链头。这可能是他们的朋友、交易所、区块搜索网站、客户端开发者等等。但PoW没有这个要求。

可以说这个要求很容易实现，用户需要在某种程度上信任客户端开发者或社区所提供的内容。至少，用户需要相信有人来告诉他们协议是什么，以及协议的任何更新。这在任何软件应用中都是不可避免的。因此，PoS所带来的边际额外信任要求还是相当低的。

即便此间可能确实存在一定风险，但我还是相信PoS网络拥有远超于PoW?网络的效率以及恢复能力。

原文链接：https://vitalik.ca/general/2020/11/06/pos2020.html

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