「理解區塊鏈的安全問題,有助于我們從根源處理解StakingEconomy的意義。」
撰文:李畫致謝:GenaroCTO吳為龍
PoS區塊鏈正在變得流行,StakingEconomy成為熱門話題。
為什么PoS需要StakingEconomy,很大程度上與鏈的安全問題相關。區塊鏈的安全涉及諸多層面,但我們通常指的是一條鏈上的記錄不會輕易被「壞人」篡改的這種安全性,文中所說的安全也特指這一種。
理解鏈的安全問題,也許有助于我們從根源處理解StakingEconomy。
安全:從算力門檻到節點門檻
由于區塊鏈特殊的賬本結構,篡改基本只在一條「壞人」的鏈取代了「好人」的鏈成為主鏈時發生,在最長鏈原則下,也就是「壞人」的鏈的長度超過了「好人」的鏈的長度。
在PoW共識下,這種安全問題被稱作「51%攻擊」;在PoS共識下,51%攻擊不再存在,與之相對應的攻擊手段是「Long-RangeAttacks遠程攻擊」。
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1、PoW:51%攻擊
想要篡改賬本,首先要能夠「寫」賬本,因此,成為記賬節點的門檻是保障區塊鏈安全的第一道關卡。
在PoW共識下,這道門檻并不高,只要擁有算力即可,算力在此處指可以算出哈希值的計算能力。但擁有算力并不代表能篡改賬本,擁有足夠的算力才可能篡改賬本。
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其原因在于PoW需要工作量證明,能夠生產出更多的區塊完全是由算力決定的。理論上,只要「壞人」的算力比「好人」高,也就是在總算力中占比超過50%,「壞人」就可能生成一條更長的鏈,這也是我們把PoW下的攻擊稱為「51%攻擊」的原因。
所以,PoW鏈的安全是由算力保障的。也就是說,一條鏈的算力越高,該條鏈的安全門檻越高,攻擊者越難以進入該系統進行破壞工作。
2、PoS:Long-RangeAttacks
與PoW鏈相同,在PoS鏈下想要篡改賬本首先也需要能夠「寫」賬本,在沒有更好的說法之前,我們暫且也稱之為「需要擁有算力」。
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算力在此處不是指計算能力,因為在PoS中生成區塊不取決于是否算出了哈希值,而取決于該節點是不是記賬節點。我們可以把PoS下的算力認為是「抵押代幣參與Staking的能力」,只要算力的名次滿足鏈的要求,就能夠成為節點,參與記賬。
因為PoS不需要進行工作量證明,節點只要擁有了能夠實現記賬權的算力,就能「走捷徑」生成一條更長的鏈,從而篡改賬本。
「壞人」可以直接從創世區塊開始制造分叉,而不是像PoW那樣只能從當前區塊生成分叉,這是我們把PoS下的攻擊行為稱為「Long-RangeAttacks」的原因。
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能否成為記賬節點取決于該節點參與Staking的代幣價值在所有參與Staking的代幣價值中的占比,因此「壞人」的攻擊成本主要是由該種代幣的總價值決定的。
所以,對應于PoW鏈的安全由計算能力保障,PoS鏈的安全是由代幣的價值來保障的。也就是說,一條鏈的代幣總價值越高,該條鏈的安全門檻越高,攻擊者越難以進入該系統進行破壞工作。
不過,上述討論是為了理清主要線索而假設的純PoS模型,實際PoS中的安全門檻會被不同的機制和共識提高,不同鏈的安全問題有較大不同。主要包括兩個方面:
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提高成為記賬節點的門檻:在一些PoS鏈中,并不是參與Staking就有資格參與記賬。比如在提供分布式存儲的公有鏈Genaro中,記賬節點除了需要抵押代幣,還需要提供存儲;通過共識算法提高區塊上鏈的門檻:如今主流的PoS幾乎都采用「BFTPoS」共識,比如以太坊、波卡、Cosmos,新區塊需要被2/3節點驗證。StakingEconomy的必要性
除開比特幣、門羅等等加密貨幣類型的區塊鏈,公鏈和跨鏈更多是作為一種基礎設施存在,它們要做的工作是保護承載在鏈上的資產的安全,而鏈上資產的安全又是由整條鏈的安全來保障的。
這屬于常常被探討的「公鏈捕獲公鏈之上的應用或協議的價值」的話題,「安全」是價值捕獲的重要手段:一條鏈承載的價值越高,要求這條鏈的安全性越高;鏈的安全性越高,需要這條鏈上的代幣的總價值越高,具體的邏輯見上一小節對PoS安全問題的分析;代幣的總價值越高,帶來的是這條鏈的價值越高。
代幣對鏈的安全的重要性,決定了鏈對鏈上資產價值的捕獲,同時也決定了PoS下的StakingEconomy的必要性。
假設一條鏈的代幣持有者幾乎不參與Staking,那么「壞人」只需要獲得極少的代幣就能「承包」記賬節點,哪怕這條鏈上的代幣價值很高,作惡的人也不需要付出多少成本就能破壞鏈的安全。
所以**PoS鏈必須通過StakingEconomy,鼓勵代幣持有者參與到Staking中來,如果所有的代幣都參與進來,這條鏈就實現了其能力范圍內最高的安全性**。
此處有一個延伸話題可以討論:對于鏈的安全來講,代幣全部參與到Staking是最理想的狀態,但這樣一來就削弱了流通性,代幣作為支付工具、交換媒介等等的功能就會喪失;反之如果我們需要把代幣用于支付或其他用途的抵押,鏈的安全性又會被削弱。
所以雙代幣是否是PoS系統中理想的模型?一種代幣用于保障安全,同時完成價值的捕獲;一種代幣作為交換媒介,是「穩定幣」。
從安全視角重新觀察PoW與PoS的經濟邏輯
PoW鏈和PoS鏈面臨不同的安全問題,也因此決定了它們不同的經濟邏輯。
有一種觀點認為PoS共識下設計了Staking是一種鎖住代幣以提升幣價的方法,這其實是對因果關系的一種倒置。PoS鏈必須通過Staking保證安全,代幣被鎖住只是其帶來的一種后果。
也有一種觀點認為PoW鏈比PoS鏈更加安全,這是有待商榷的。算力門檻不高的PoW鏈,特別是新生的PoW鏈是脆弱的,就跟價值不高的PoS鏈一樣。
PoW已經走過了十年,用事實證明了它的可信賴;PoS剛剛萌芽,正在展現自己的生命力,同時也可能帶來很多新問題,但這一切都值得我們去期待、去探索。
參考資料
《Long-RangeAttacks:TheSeriousProblemWithAdaptiveProofofWork》,VitalikButerin
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《一文說透StakingEconomy真正精髓:請主動參與!》;《PoS共識蘇醒,「StakingEconomy」已經到來》
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