POS:Vitalik：以太坊從PoW轉向PoS的三大關鍵原因_區塊鏈工程專業學什么

譯者前言：在以太坊2.0存款合約正式發布之后，以太坊朝著PoS系統的轉變邁出了一大步，而以太坊聯合創始人VitalikButerin在其新發表的文章中，總結了以太坊將從當前的PoW系統切換到PoS系統的理由，在他看來，在相同成本條件下，PoS提供了更好的安全性，從而可以抵御潛在的攻擊，此外，PoS系統在遭受攻擊后能夠更快恢復，而最后一個優勢，則是PoS相對于ASIC挖礦更去中心化，盡管如此，Vitalik也提到了PoW系統可能存在的兩大優勢，但這些優勢仍不足以讓以太坊停留在PoW系統。

與工作量證明共識機制相比，權益證明是一種更優越的區塊鏈安全機制，主要原因有三：

1、在相同成本條件下，PoS提供了更好的安全性

最簡單的方法，就是把PoW和PoS放在一起，看看在區塊獎勵為每天1美元的網絡中，進行一次攻擊的成本。

基于GPU的工作量證明

你可以便宜地租用GPU，所以攻擊網絡的成本只是租用足夠的GPU功率以超過現有的礦工成本。對于每1美元的區塊獎勵，現有礦工的成本支出應接近1美元。因此，攻擊網絡的花費并不會很高，而且只需要進行幾個小時的時間。

SmartMoney和套利者通過Vitalik拋售SHIK后引發的價格波動進行套利:金色財經報道，據Lookonchain監測，在昨日Vitalik地址拋售約5萬億枚SHIK后，SHIK的價格暴跌近80%，某些SmartMoney和套利者立即以非常低的價格買入SHIK，然后賣出。其中一個SmartMoney地址在SHIK以14枚ETH賺了96枚ETH，另一名套利者用6枚ETH賺了89.6枚ETH。[2023/3/8 12:49:11]

總攻擊成本：假設進行6小時的攻擊，大約為0.26美元，當攻擊者獲得區塊獎勵時，有可能降低為零。

基于ASIC的工作量證明

ASIC是一種資本成本：當你買了一臺ASIC礦機，你就可以期望它能在2年內使用，直到它磨損或被更新、更好的硬件淘汰。如果一條區塊鏈受到51%攻擊，社區可能會通過更改PoW算法來響應，而你的ASIC礦機就會失去其價值。平均而言，在挖礦成本當中，持續成本約占1/3，資本成本約為2/3。因此，對于每天1美元的區塊獎勵，礦工們將花費大約0.33美元/天的電力維護費用以及約0.67美元/天的ASIC礦機費用。假設一臺ASIC礦機的使用壽命為2年，那么一個礦工將需要花費486.67美元來購買這樣的ASIC硬件。

派盾：標記為Vitalik Buterin的地址轉移多種代幣或是整理錢包:金色財經報道，派盾PeckShield發布推文稱，標記為Vitalik Buterin的地址已轉移多種代幣（一些山寨幣）和1,541.59枚USDC，并將13萬枚USDC轉移到Coinbase，此舉或許是在整理錢包。[2022/12/21 21:58:13]

則攻擊總成本為：486.67美元0.08美元=486.75美元。

而隨著加入的門檻越來越高，ASIC以較高的中心化成本提供了更高級別的安全。

權益證明

PoS幾乎完全是資本成本，唯一的運營成本是運行一個節點的成本。現在，人們愿意鎖定多少資金來獲得每天1美元的獎勵？與ASIC礦機不同的是，存入的幣不會折舊，當你完成質押后，你可以在短時間延遲內將幣取回。因此，參與者應該愿意為同樣數量的獎勵支付更高的資本成本。

假設15%的回報率足以激勵人們投資，那么每天1美元的獎勵，將吸引6.667年的存款，或大約2433美元。而一個節點的硬件和電力成本都很小，一臺1000美元的計算機就可以質押數十萬美元的存款，而每月大約100美元就足以支付電力和互聯網成本。我們可以保守地說，這些持續成本約占總投資成本的10%，也就是說，我們每天只有0.9美元的回報最終對應于資本成本，因此我們需要將上述數字削減約10%。

聲音 | Vitalik：被捕以太坊科學家 Virgil Griffith 未給朝方提供任何實質幫助:以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 發表長文，澄清以太坊基金會科學家 Virgil Griffith 訪問朝鮮是個人行為，未給朝鮮政府提供任何實質性的幫助，并在準備請愿書要求釋放 Virgil Griffith。Buterin 表示，Virgil Griffith 是我的好友，訪問朝鮮是他的個人行為，以太坊基金會并未提供任何形式的支持。對地緣的開放態度是一種美德，而 Virgil Griffith 的這個優點在之前就已經體現出來了，比如幫助增進了與以太經典、Hyperledger 之間的關系。我認為 Virgil 并未給朝鮮政府提供任何實質性的幫助，他根據有關開源軟件的公開信息發表了演講，這并不是什么高深的黑客技術輔導。我希望美國能專注到真正有害的事情上，而不是抓捕發表公開信息演講的程序員。此前，紐約南區檢察官辦公室和聯邦調查局宣布，已逮捕以太坊基金會研究科學家 Virgil Griffith，指控他違反美國制裁法案，前往朝鮮參加區塊鏈大會，發表演講并提供建議，幫助朝鮮利用加密貨幣和區塊鏈技術逃避制裁。[2019/12/2]

則攻擊總成本為：0.90美元/每天*2433.455天=2189美元

動態 | Vitalik Buterin或將退居幕后:11月2日消息，近日，在以太坊基金會主辦的會議Devcon上，Buterin在會議中表示，他應該開始退居幕后了，這是“社區發展的重要一步”。為什么呢？簡單來說，在一個真正去中心化的系統中，不應該存在一個足以擊垮整個系統的部分。[2018/11/2]

從長遠來看，這一成本預計會更高，因為Staking會變得更有效，人們對較低的回報率也會感到滿意。我個人預計，這個數字最終會上升到1萬美元左右。

請注意，獲得這種高安全級別的唯一“代價”，是在你Staking時無法隨意移動幣所帶來的不便。甚至有可能是因為公眾知道這些幣都被鎖定了，從而導致幣的價值上升，所以在社區里流動、準備進行生產性投資等的貨幣總量保持不變！而在PoW中，保持共識的“代價”，是真實的電力被瘋狂地消耗。

更高的安全性還是更低的成本？

請注意，有兩種方法可以提高系統5-20倍的安全性與代價比，一個是保持區塊獎勵不變，但增加安全性。另一種方法是大幅減少區塊獎勵，并保持安全級別不變。

現場 | Vitalik Buterin：區塊鏈可以被視作是一種促進各種經濟協調的工具:金色財經現場報道，今日，由金色財經提供戰略媒體支持的以太坊產業發展峰會在香港舉辦，會上以太坊創始人Vitalik Buterin及其團隊接受了包括金色財經在內的中外媒體采訪。在回答“區塊鏈究竟能給我們這個社會帶來些什么”這一問題時，Vitalik Buterin表示：“我認為你可以把區塊鏈看作是一種促進各種經濟協調的工具，就像其他不同種類的經濟機制一樣，人們可以在互聯網上合作制作內容，然后再各自獲得報酬，這樣就會鼓勵人們更具有責任心，他們在制作新聞的時候也會更負責，不會出現虛假新聞。現階段，人們正在提出各種不同的工具、或是不同的經濟機制，鼓勵大家以更廣泛的受益形式來工作。傳統支付方式很難滿足這種協作工作模式，因此區塊鏈能夠創建全新的經濟機制。我寫論文的時候，也得到了開發者們的支持。”[2018/9/8]

兩種方法都是ok的，我個人更喜歡后一種，因為正如我們將在下面看到的，在權益證明中，即使是成功的攻擊，其危害也要比工作量證明的攻擊小得多，并且恢復也更容易。

2、權益證明系統遭受攻擊后更容易恢復

在一個PoW系統中，如果你的區塊鏈遭受了51%攻擊，你會怎么做？截至目前，實踐中唯一的回應就是“等攻擊者厭煩”。但這忽略了一種更為危險的攻擊可能性，這種攻擊被稱為“覆巢攻擊”，意思就是攻擊者一次又一次地攻擊區塊鏈，目標就是讓區塊鏈變得無用。

在一個基于GPU挖礦的系統中，這是沒有辦法防御的，持續的攻擊者很容易能讓一條區塊鏈永久地無用。事實上，在最初的幾天之后，攻擊者的成本可能會變得非常低，因為誠實的礦工將會退出。

而在一個基于ASIC挖礦的系統中，社區可以對第一次攻擊做出響應，但這實際上也是一種攻擊，社區需要通過一次硬分叉來改變PoW算法來應對第一次攻擊，從而“阻擋”所有的ASIC。但是，如果攻擊者愿意承受最初的代價，那么在這之后，情況又回到了GPU的情況，因此這種情況下，攻擊者仍然可以廉價地繼續執行覆巢攻擊。

然而，在PoS的情況下，情況就要好得多，對于某些類型的51%攻擊，在PoS共識證明系統中有一個內置的“罰沒”機制，通過該機制，攻擊者的大部分質押權益會自動銷毀。對于其他更難檢測到的攻擊，社區可以協調一次少數用戶激活軟分叉，在這種情況下，攻擊者的資金再次被大量銷毀。這不需要“銷毀幣的硬分叉”，除了需要在UASF上協調以選擇少數區塊之外，其他一切都是自動化的，只需簡單遵循協議規則。

因此，第一次攻擊區塊鏈將使攻擊者損失數百萬美元，而社區將在幾天內恢復元氣。而第二次攻擊區塊鏈，仍然會讓攻擊者損失數百萬美元，因為他們需要購買新的幣來替代已被銷毀的舊幣。同樣的，第三次、第四次……都需要花費攻擊者數百萬美元的成本，這場比賽是非常不對稱的，它不利于攻擊者。

3、權益證明比ASIC挖礦更去中心化

基于GPU的工作量證明被認為是合理去中心化的，但是基于GPU的挖礦，在很大程度上不符合我們前面我們提到的防范攻擊的安全標準。另一方面，基于ASIC的挖礦需要數百萬美元的資本才能進入。

這也是對常見的“PoS導致富人越富”論點的正確回應：ASIC挖礦也意味著富人越富，而這場博弈更是向富人傾斜的。至少在PoS系統中，所需的最低質押金額是相當低的，而且很多普通人都能實現。

此外，PoS共識證明更具抗審查性，GPU挖礦和ASIC挖礦都非常容易檢測到：它們需要大量的電力消耗、昂貴的硬件采購以及大型場地，相比之下，PoS的staking可以在不起眼的筆記本電腦上，甚至通過V.P.N來完成。

PoW可能存在的優點

我認為PoW有兩個主要的真正優勢，盡管在我看來，這些優勢也相當有限。

1、PoS系統更像是一個“封閉”系統，這導致長期來看，系統的財富集中度會更高

在PoS系統中，如果你有一些幣，你可以選擇質押它們，然后得到更多的幣。而在PoW系統中，你總是可以賺取更多的幣，但你需要一些外部資源來做到這一點。因此，有人可能會爭辯說，從長期來看，PoS系統的代幣分配可能會越來越中心化。

對此，我看到的主要回應是，在PoS中，總體獎勵將會相當低，在以太坊2.0中，我們預計驗證者年化總收入相當于ETH總供應量的0.5-2%。并且參與staking的驗證者越多，其得到的收益就越少。因此要讓幣的集中度翻倍，可能需要花上一個多世紀的時間，而在這樣的時間范圍里，其他壓力可能會占主導地位。

2、PoS需要“弱主觀性”，而PoW則不需要

有關“弱主觀性”概念的最初介紹，請參見此處。本質上，當一個節點首次上線以及它在很長一段時間脫機后的任何后續時間，該節點必須找到一些第三方資源來確定正確的區塊鏈。這可以是他們的朋友，可能是交易所或區塊鏈瀏覽器網站、客戶端開發者或者其他參與者，而PoW則沒有這個要求。

然而，這可以說是一個非常弱的要求。實際上，用戶已經需要在這種程度上信任客戶端開發者或社區。至少，用戶需要信任某人來告訴他們協議是什么，以及協議的任何更新。

在任何軟件應用中，這都是不可避免的。因此，PoS需要的邊際附加信任要求仍然很低。

但是，即使這些風險確實很大，但在我看來，相對于PoS系統從其更高的效率，以及更好地處理和從攻擊中恢復的能力中獲得的巨大收益來說，都是次要的。

另請參閱我之前撰寫的關于PoS共識機制的文章。

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