PoS優於PoW？四個角度幫你解答

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PoS優於PoW？四個角度幫你解答

PoS優於PoW？四個角度幫你解答

發表於 2022-04-01 12:19 作者：區塊律動BlockBeats

PoS將作爲有史以來最民主化的權力力量之一而載入史冊

今年晚些時候，工作量證明（PoW）以太坊區塊鏈將與現有的權益證明（PoS）信標鏈（Beacon）「合並」。即將到來的網絡升級將從以太坊中移除 PoW，並用目前保護 Beacon 鏈的 PoS 共識機制取而代之。

這種向 PoS 的過渡將是加密領域前所未有的、最重要的區塊鏈網絡升級。隨着合並的臨近，圍繞工作證明與權益證明的討論將變得更有意義，尤其是隨着加密網絡越來越多地融入日常生活。

共識機制很復雜，理解它們的過程充滿了兔子洞和心理陷阱。加密行業本身尚未就共識機制的性質、對各自生態系統的持久影響以及爲它們提供動力的資產達成一致看法。

本文將澄清一些關於以太坊權益證明的常見誤解，同時說明 PoS 共識機制的一些被高度低估的優勢。

摘要

PoW 是有額外步驟的 PoS

人們認爲 PoW 和 PoS 非常不同。盡管它們具有不同的屬性，但它們最終仍會殊途同歸。

1. 兩者哪個資本回報率更高？

哪個機制的投資回報率更高？爲什么這個重要？

2. PoW 與 PoS 產生什么類型的資產？

共識機制會影響資產的性質嗎？

3. PoW 與 PoS 的治理和權力差異

共識機制如何影響區塊鏈的治理結構？權益證明是否賦予權益人治理權？

4. 應對 51% 攻擊

PoW 與 PoS 如何從 51% 攻擊中恢復？

結論：哪一項是遺留技術

提示：不是需要多年研究的那一個

1. 兩者哪個資本回報率更高？

哪個機制的投資回報率更高？爲什么這很重要？

由於資產復利，PoS 經常被批評導致「富人更富」。例如，如果你非常富有，那么資本賺錢的速度就比你花錢的速度還要快。

但這完全是過時錯誤的觀念。權益證明通過 ETH 質押作爲驗證者保護以太坊的安全性，用戶能夠對質押資產自由調整，並根據公式獲得固定比率的回報。質押 ETH 數量並不會改變質押的回報率。

相比之下，反而大資金會在 PoW 中產生更高的回報率。

例如，搭建兩個比特幣礦場，一個投資 10 萬美元，另一個投資 1 億美元，那么 1 億美元礦場算力將比 10 萬美元礦場算力高出 100 倍以上。打破算力與投資成比例增長的關鍵在於一些額外活動，例如購买硬件成本、硬件維護和損耗、電力消耗成本、基礎設施修建、散熱設備等。每一項相關活動都是大資金提高回報率的增長點。大資本的規模經濟使得它比普通用戶或投資者更具優勢。

通過消除產生規模經濟的額外活動，PoS 能夠成爲全球最公平的公鏈共識機制。

事實上，PoW 才是使富人越富的系統。PoS 使用戶可以在家中零成本質押 ETH，但 PoW 迫使所有人加入規模經濟的競爭，規模經濟導致的算力集中會降低安全性，並將資金集中到網絡控制參與者中，進一步加劇寡頭壟斷。

這是傳統技術。

100 萬美元的 ETH 質押投資將獲得與 1000 美元投資相同的投資回報率，就算是 10 億美元也一樣。

這才是未來技術。

同時 PoS 也存在規模經濟的特點。較大質押量的驗證者可以進行頻繁交易以提高長期收益率。隨着質押量增加，監控驗證者的成本也會增加，更好的硬件和網絡需要一定的成本。

但相比大小 PoW 礦工之間的收益差異，大小 PoS 質押者之間的差異顯然小很多。

PoW 會在精英和大衆之間產生結構性失衡，而這正是區塊鏈行業想要消除的。

2. PoW 與 PoS 產生什么類型的資產？

共識機制會影響資產的性質嗎？

有一種說法是，與能源消耗的正式關聯將 PoW 貨幣變成了「商品貨幣」。類似地，「使用資產獲得資產的紅利」將 PoS 貨幣變成了「股權貨幣」。

我認爲這些是有趣的概念模型，但它們都不是可拿來參考的定義。

ETH 兼具類商品和股權的特徵。

BTC 基本都不是。

商品

區塊鏈產生的「商品」就是它們的區塊空間。蘋果賣 iPhone，谷歌賣廣告。區塊鏈出售區塊。

在區塊鏈上購买交易空間需要花錢（gas），並且您需要使用每個區塊鏈的相應貨幣來購买區塊空間。

區塊鏈的區塊空間與可以購买它的相應貨幣之間存在關聯。BTC 是唯一可以購买比特幣區塊空間的貨幣，ETH 是唯一可以購买以太坊區塊空間的貨幣。購买任何鏈的區塊空間都會對相應的貨幣產生一定的需求。

這使得區塊空間的性質成爲資產性質的一部分。由於資產壟斷了區塊空間，區塊空間的特徵就融入了資產的本質。

這是比特幣和以太坊之間的主要區別：

使用比特幣，區塊空間和資產之間沒有正式的關系，除了必須使用 BTC 購买比特幣區塊空間。

相比之下，以太坊的 EIP-1559 直接將以太坊區塊空間的價值與 ETH 的價值聯系起來。EIP-1559 將對以太坊區塊空間的需求轉化爲對 ETH 的需求。

EIP-1559 通過消耗而不是回收支付區塊空間的貨幣來改變資產和區塊鏈之間的關系。購买比特幣區塊空間會將 BTC 發送給礦工，然後將其重新引入二級市場（以支付挖礦成本）。相比之下，購买以太坊區塊空間會燃燒 ETH（通過 EIP-1559），像商品一樣消耗並從供應中移除它。

以太坊區塊空間供應缺乏彈性。同時因爲 EIP-1559 的存在，區塊空間需求的增加導致 ETH 消耗率增加。

這使 ETH 充分體現了以太坊區塊空間的商品價值。

由於比特幣的主要用途是「持有」，因此對比特幣區塊空間的需求通常不大。轉账需要是可能的，但比特幣的價值不在於比特幣的轉账，而在於它 2100 萬的總供應量。

權益

PoW 支持者將 PoS 賦予 ETH 以權益特徵進行比較。我確實認爲 ETH 具有類似權益的特性，但這些特性並非來自共識機制。ETH 的價格通過兩種機制正式與以太坊網絡的價值掛鉤（建立「股權」關系）：

EIP-1559 DeFi 中的抵押品需求
抵押品

抵押品

ETH 是 DeFi 最原始的抵押品；ETH 的去信任屬性對 DeFi 的需求比任何其他資產都多，而 DeFi 的增長導致了 ETH 價值的增長。「去中心化金融」也可以稱爲「去信任金融」，爲了在這些金融產品的早期就去信任，則需要超額抵押。

隨着 DeFi 應用數量和實用性的增長，需要更多的 ETH 作爲抵押品。這種引發的預留需求產生了整體 DeFi 上層建築與 ETH 價值之間的關系。

DeFi 應用程序轉化爲 ETH 需求，將以太坊網絡的價值與二級市場上的 ETH 價格聯系起來。最終，ETH 的價格是衡量以太坊提供的商品和服務價值的指標，這聽起來很像公平。

比特幣沒有能力托管 DeFi 應用，也就沒有網絡和資產之間的這種鏈接。

EIP-1559

與賦予 ETH 商品屬性類似（如上所述），EIP-1559 也賦予 ETH 類似股權的屬性。

所有以太坊應用程序都會產生廣義上的經濟活動。以太坊上的每個應用程序都會對其使用產生一些激勵，從而產生對以太坊區塊空間的需求。通過爲每筆交易消耗 ETH，EIP-1559 將經濟活動的價值與對 ETH 的需求聯系起來。

EIP-1559 對 ETH 資產性質的影響既類似於商品又類似於股權，關於「商品」和「權益」的討論是沒有意義的。

非要問 ETH 更像是一種商品還是股權的話？那就都是，又都不是，ETH 就是 ETH。比特幣也是如此，BTC 不是商品。它僅有 2100 萬枚，同時 BTC 不受益於比特幣網絡的增長，所以它也不是股權。

它本就如此。

3. PoW 與 PoS 的治理與權力差異

共識機制如何影響區塊鏈的治理結構？權益證明是否賦予質押者治理權？

以太坊的權益證明常與明確的鏈上治理混爲一談。的確存在 Tezos 和 Decred 這樣鏈上 Token 治理的區塊鏈，Tezos 是 PoS，Decred 是混合 PoW/PoS。共識機制和 Token 治理無關，它們是區塊鏈設計的不同方面，卻經常被視爲同一個事物。

PoW 中的「工作量」不會比 PoS 更能減少人爲治理。

從加密經濟系統中減少人爲治理的是密碼學，不是工作量。加密使用密碼學而不是共識機制來減少人爲治理。

Lyn Alden 曾在社交媒體上發文表示：

「共識機制不涉及工作量，而是涉及治理。只有工作量可以減少或消除治理。PoW 系統可以變成商品，PoS 本質上就是股票。我喜歡股票，但股票不是商品。」

籤署私募 memo，去投資一個 150MW 的挖礦設備，從而在未來十年便宜地开採 BTC，再把這些利潤投資到更多的 ASIC 和其它挖礦設備，這不是「工作量」。PoS 確實需要工作量，驗證者實際上必須做真正的計算來推動網絡發展。和 PoW 中一樣，PoS 驗證計算機的 CPU 在處理區塊交易時會發熱和耗能。不同的是，PoS 驗證的所有計算都是有用的，而不僅僅是通過產生無意義的哈希值來比拼誰用了更多電。

PoW 並沒有因爲資源密集的性質而毋須治理。我想說的是，正好相反。

PoW 的資源密集型特點，引起了地方勢力的不滿。而對供應鏈、實體建築、能源消耗和其他物理事物的依賴，也讓 PoW 受制於當前現實世界中的管理者。

加密在這裏是爲了建立未來的數字世界；對物理事物的依賴是一種負擔。

4. 應對 51% 攻擊

PoW 與 PoS 如何從 51% 攻擊中恢復？

PoW

在 PoW 中，一旦有人積累了 51% 的算力，就沒有任何機制可以阻止他們持續無休止地發動攻擊。這就是所謂的「覆巢式攻擊」；攻擊者可以一次又一次地對鏈發動 51% 攻擊，讓它失去作用。

在 51% 攻擊場景下，如果誠實的礦工無法獲得額外算力，那么攻擊者就可以完全控制交易內容。

保護比特幣安全的算力產生自網絡外部。

PoS

ETH 是虛擬的 ASIC，這種 ASIC 有以下這些重大優勢：

1. ETH 不會衰落，而會更強。

PoW 支持者聲稱，這創造了結構性中心化。因爲第 1 天的驗證者基本上可以保證在第 10,000 天仍然是驗證者，然而礦工會因硬件設備投資和運營成本而產生更替。

PoS 支持者聲稱，這會更好地給個體賦權。因爲只有那些擁有特別知識、政治關系和大量資本的人才能應對維持算力市場份額的挑战。PoS 接受了所有這些挑战，並將它們包含在 ETH 的價值裏，將這些利益的上升空間分派給那些有能力持有和質押 ETH 的人。

2. ETH 可輕易轉移、極度分散，且不會受現實世界的影響

質押的 ETH 實際上並不存在於現實世界中的任何地方。這讓 PoS 網絡抵御攻擊的能力大大增強。PoW 挖礦設備會受到物理力量（軍隊、官方、坦克）的影響，無法輕易轉移。PoW 設施的笨重導致它很容易被掠奪，就像黃金最終被民族國家掠奪一樣。

3. 最重要的是，以太坊熟悉 ETH

與 ASIC 不同，以太坊網絡可以識別惡意的與誠實的質押者。

在 PoS 攻擊中，攻擊來自一個特定地址，該地址持有用於攻擊網絡的特定 ETH。會攻擊以太坊的質押 ETH 供應自哪裏，每個人都可以客觀地看到。

「地址爲 0xabc123attackeraddress789xyz 的 1500 萬枚質押 ETH 提出了一個無效的區塊，試圖分叉網絡」

這裏會有兩種可能情況：

a. 一個質押者產生了一個無效的區塊。協議可以客觀地看待它，剔除提出這個無效區塊的質押者。整個過程毋須人爲幹預。

b. 攻擊者擁有超過 66% 的質押份額，並且能夠阻止情況 a 的發生。這使得制定者可以刪改所有交易。

在可怕的情況 b 下，PoS 讓系統能夠分叉成一個新鏈，同時刪除攻擊者的質押份額。社區會識別由攻擊者控制的驗證者，並會就是否以及如何將這些驗證者從活躍集合中移除達成共識。要么強行將他們從質押中退出，要么甚至將這些驗證者徹底從系統中移除，有效地銷毀權益。

一旦發生這種分叉，大量的 ETH 會從網絡中刪除，誠實且與利益與鏈匹配的行爲者擁有的 ETH 質押份額大幅增長。ETH 的供應也顯著降低，每個沒有攻擊鏈的人都能擁有更大的 ETH 供應份額。它恰當地獎勵了那些與網絡站在一起的人，同時也增加了後續攻擊的成本，因爲現在攻擊的門檻是總供應中的更大比例。這十分優雅。

這個過程不會成爲以太坊網絡的正式部分（考慮到軟分叉威脅的威懾力，在實踐中甚至可能永遠不會發生）。這需要人爲幹預和鏈下協調才能實現；這通常是違反加密貨幣精神的。我們的目標是不必分叉。但相比之下，比特幣甚至沒這個選項。在 PoW 的 51% 攻擊中，也需要人爲幹預讓網絡恢復正常運行。不過與 PoS 不同，沒有清楚明白的路徑讓誠實的算力回到 51% 以上。

PoW 和 PoS 都會導致網絡外部行動，以恢復網絡共識。

PoS：

1. 識別攻擊者的地址（很簡單，只需在鏈上查看）。

2. 協調一個區塊高度，將攻擊者權益分叉掉（不容易，但分叉協調在以太坊的歷史上發生過多次，而且已知可控。我們以前做過）。

PoW：

1. 與 ASIC 制造商和供應鏈協調，盡快提高 ASIC 的產量。

2. 一旦 ASIC 生產出來，就把 ASIC 運到有能源的礦場。

3. 確保這些新的 ASIC 沒有運給發動攻擊的礦工（但你根本不知道他們是誰！）。

修復 PoW 的 51% 覆巢式攻擊的時間跨度很久。在不知道攻擊性質和攻擊者資源的情況下，無法確定是多長時間，但我認爲很明顯在區塊高度上協調分叉 PoS 網絡要比協調全球供應鏈把 ASIC 交到誠實的礦工手中更容易。

對於 51% 攻擊，PoW 的解決方案不僅很漫長，還不能保證奏效。「只生產更多的 ASIC」並不是解決 PoW 51% 攻擊的辦法。

然而，更關鍵的是，情況 1 實際上並沒有獲得網絡任何有意義的激勵。礦工們真地會在網絡遭受 51% 攻擊時冒險部署資本購买 ASIC 嗎？如果 BTC 的價格由於對網絡失去信心而暴跌呢？礦工們是否真地能從他們需要購买的 ASIC 中獲得最大的投資回報率？爲什么要冒這個險？沒有人能保證網絡會重新上线，BTC 這一資產的合法性將受到嚴重威脅。如果這導致 BTC 價格下跌，誠實的礦工將更加不愿冒險投入更多的資本來生產誠實的算力。

最重要的是，這表明誰控制 ASIC 生產和供應鏈，誰就控制了 PoW 鏈。由於它與電力消耗的關系，PoW 鏈受限於物理世界是如何組織的。誰控制了物理世界，誰就控制了 PoW 鏈。

這就是 PoW 所做的交易；由於對物理事物的依賴，它將控制權交給了控制物理世界的人。

是的，比特幣挖礦設備分布在世界各地，但 PoS 的驗證者不會留下物理足跡。質押給以太坊網絡的 ETH 實際上並不存在於任何一台特定的計算機上。質押 ETH 的驗證計算機可以被摧毀，但質押的 ETH 可以從世界上任何地方的私鑰中恢復和重新部署。

這就是爲什么 PoS 比 PoW 更分散的衆多原因之一；沒有供應鏈中心化，沒有規模經濟中心化，也沒有大型挖礦設施中心化。

結論：哪一個是傳統技術

比特幣陣營的一個常見說法是，「權益證明是傳統的老舊技術」。

這種說法是，它是世界上已經遵守的相同權力結構的轉世，實際上，比特幣和 PoW 才是真正的創新。

我認爲任何提出這種說法的人都嚴重混淆了區塊鏈設計的關鍵因素。關於資本回報的概念模型和隱喻或與傳統治理結構的關聯都不是證據，特別是當他們忽略了以太坊實施 PoS 的高度相關細節時。

我最喜歡的對比特幣文化的批評之一是，當基礎鏈不允許 L1 創新時，它就會轉移到社會層。我認爲，任何聲稱 PoS 是「遺留技術」的說法，都只是在編造故事，用他們想看到的東西來填補他們的知識空白，而利害關系證明是經過加密經濟學前沿人士嚴格研究的。

權益證明將作爲有史以來最民主化的權力力量之一而載入史冊。

這就是以太坊正在爲自己建立的遺產。權益證明最能實現金錢和權力在邊緣地區的公平分配，該系統的設計也是爲了實現這些目標。

這是在最長的時間範圍內保持去中心化的唯一方法。