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以太坊为什么进行PoS

Kylin 2020-12-02 16:52 4481
摘要:

以太坊的目标是成为世界级计算机。以太坊1.0是几个人为建立世界计算机而作的不懈尝试,而以太坊2.0将最终实现这个目标,所以以太坊2.0才是V神心中真正的以太坊。

以太坊的目标是成为世界级计算机。以太坊1.0是几个人为建立世界计算机而作的不懈尝试,而以太坊2.0将最终实现这个目标,所以以太坊2.0才是V神心中真正的以太坊。

12月1日,期待已久的以太坊2.0的第0阶段启动,这是解决以太坊可扩展性问题的第一步。在当前阶段,将部署信标链,验证者使用权益证明来创建区块。超过21000个验证器将在启动后使网络保持运行,其中至少有三分之一通过权益提供者进行验证。


01 以太坊需要升级

第三季度的“DeFi热”促使以太坊网络上的交易量大幅增加,DappRadar 2020 Q3 Dapp报告指出,以太坊交易量在2020年第三季度猛增至1195亿美元,与第二季度相比增长了近1200%,但随着而来的是网络堵塞,交易费猛增。在今年9月9日,以太坊平均交易费用达到14美元的高度,刷新历史记录。因费用飙升,导致许多交易只能延迟。

EOS创始人BM感叹称:对于大多数正常规模的交易来说,以太坊交易费用太高了。

(以太坊gas费 来源:dappradar)

目前的以太坊仍然面临多重问题,首先老生常谈的是上面提到的交易处理,以太坊网络支持数千个去中心化应用程序,每秒都需要处理大量交易,而采用PoW共识机制的以太坊1.0,每秒只能处理约10-50笔交易,远小于PayPal、Visa 等中心化网络,远无法满足用户对于交易速度的需求。手续费高昂一直是以太坊被诟病的一个重要的点,V神直言,在rollups和分片完成之前,以太坊别无选择,只能忍受高额交易费。因此以太坊需要升级。

02 为什么进行PoS

关于共识机制的争议一直存在,POW耗电量大,网络的交易吞吐量和扩展性缺乏,但安全性有目共睹,且开放性更强;而POS消耗小,效率高,但安全性被认为不如POW。

以太坊从PoW转向PoS早已板上钉钉,在最初以太坊白皮书发布的同月,V神就发表了一篇PoS共识算法Slasher的博客,探讨未来将以太坊从PoW转向PoS。

今年11月,V神撰文《为什么要进行PoS》。他在文章中进行了详细的原因阐述。V神的解释被许多人质疑以偏概全,一概而论。

V神在文章解释称,与PoW相比,PoS是一种优越的区块链安全机制有三个关键原因:

1、PoS以相同的成本提供更高的安全性

V神计算了两种情况下攻击所需的成本:基于GPU挖矿的PoW和基于ASIC芯片挖矿的PoW。得出的证明是在这两种情况下攻击网络的成本较低,在基于GPU挖矿的PoW中,攻击网络的成本仅仅是租用足够的GPU赶超现有矿工的成本,只需要花费少量的成本和时间就可以进行攻击工作。而ASIC芯片挖矿需要1/3的持续成本(更新迭代硬件、维护、电力)和约2/3的资本成本。据计算,需要487美元左右。ASIC以高昂的集中化成本提高安全级别。但这种高成本防范攻击使得整个网络趋于中心化,因为矿工加入的门槛也变高了。而在权益证明中,几乎全部是资本成本,即运行节点的成本。随着质押率的提高,攻击成本预计非常高,V神个人预计这个数字最终会上升到10000美元左右。

2、PoS很容易从攻击中恢复

在POW网络中,如果遭到51%攻击,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(Pawn Camping Attack),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。

PoS的情况会好很多。对于某些类型的51%攻击(特别是回滚最终确定的区块),在权益证明中有一个内置的“惩罚(Slashing)”机制,通过这个机制,攻击者的大部分股权(并不包括其他人的)将被自动销毁。对于其他更难发现的攻击(51%的联盟审查- A 51% coalition censoring everyone else),社区可以在少数用户激活的软分叉(UASF)上进行协调,攻击者的资金再次被大部分销毁(在Ethereum中,这是通过 "Inactivity Leak Mechanism" 完成的)。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。

3、PoS比ASIC更去中心化

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。(这也使以太坊2.0更分散化。)

PoW有两个主要的真正优势,但V神认为这些优势相当有限: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度;PoS需要“弱主观性”,PoW不需要。

在权益质押POS中,“矿工”和“电力”转变成“验证”和“质押”,验证者取代了矿工进行区块验证。权益证明中几乎全部是资金成本(存入的币),唯一的运营成本是运行节点的成本。剔除了矿机上的投入的成本和电力消耗的成本,并且通过质押的方式解决了电力的消耗。

与现在的PoW链相比,以太坊2.0实现的是PoS共识、分片结构以及带来新的虚拟机eWASM,实现这三种设定后,以太坊可以更加分散化、更具扩展性;网络更有弹性,即使有节点脱机,也会因为分片的布置而保持稳定;且网络的处理能力相较于以太坊1.0的大大增强。

以太坊2.0存款合约地址余额以出乎意料的速度达到524288枚ETH,质押余额远超过启动以太坊2.0创世区块的最低要求。12月1日晚上八点,以太坊2.0信标链正式启动。

针对以太坊2.0转向PoS权益证明和矿工挖矿等问题,鸵鸟区块链采访了InfStones合伙人Rudy Lu,他给出了自己的解读。

鸵鸟区块链在《距离ETH2.0仅7天,目标价位?美元》一文中提到,合约存款质押进程前期缓慢,参与意愿并不是很强,而后期却进展飞快,在短短两三天内完成剩余的质押要求,现在抵押量更是已经达到快90万ETH。

对此,Rudy Lu分析称,道理很简单,早质押不如晚质押,11月5日就质押,和11月24日才质押,是一样的,早质押也是白白放着不会带来收益。所以大部分人只会等最后临门一脚质押进去。但是11月24日如果质押不满52万,ETH2.0启动就要延后了,所以肯定是11月24日质押满。

在PoW转向PoS权益证明后,以太坊网络将发生哪些具体的变化?

Rudy Lu认为短期没什么改变,PoW链和PoS链一起运行,PoS链复杂的功能还没有开发好,目前只能做质押。PoW链和PoS链会在阶段1.5的时候合并,届时可能没有PoW共识的以太坊了,现在的以太坊挖矿产业将消失。以太坊2.0不仅改为PoS共识,也会采用分片结构,提高以太坊扩展性,届时就不会像现在这么堵了。

以太坊2.0的相关消息和进展都让矿工感到焦虑,PoW挖矿还能持续多长时间?

Rudy Lu给出的回答是,之前延后的难度炸弹应该是明年启动,如果不再做硬分叉升级的话届时难度会急剧增长;另一方面,预计明年年底或者后年以太坊1和2就会合并,到时候挖矿也会停止。

以太坊共识过渡,挖矿收益将会如何变化?矿工如何做才能获取最大的价值?

Rudy Lu称,短期PoW还可以挖,具体时间见上一个问题。完全切换共识后以太坊的增发率也会低至2%以下,增发会远低于目前;传统矿工一年回本、两年翻倍的模式不复存在,PoS共识下的挖矿和理财比较相近,长期稳定下来的年化收益率预期在10%以下。

PoS项目在设计上仍存在着许多问题和悖论。星火矿池邱晓栋最近在一次直播中称,以太坊的设计就是想让参与PoS的门槛降低,持币更去中心化,目前来看没有真正达成这一目标。

以太坊能否坚持下去,走出怪圈,还需要继续观察。以太坊2.0是一个全新的区块链,这将是一个混乱和高风险的过渡,目前的系统还需要更多的关键升级。

作者:Kylin

编辑:小回


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