两种共识机制对比(PoW vs PoS)

区块链中最核心的架构就是共识机制,可以说是区块链的驱动引擎,发展这么多年,目前主流比较明确经得住考验的就只剩下PoW(Proof of Work)与PoS(Proof of Stake)两种机制。简单概述下,PoW系统的特点是通过消耗大量算力来计算特定算法的解(典型如哈希),第一个算出结果的有权生成区块,同时也会得到coin作为奖励(这也是coin的生产与分发过程,形象地称为Mining),采用PoW的典型区块链有Bitcoin和Ethereum,目前PoW也是运行时间最长,被公认为是最可靠安全的共识机制;其本质是通过消耗大量算力来实现系统内的逆熵过程,保证系统的长期安全与稳定。但PoW被广为诟病的也是其消耗太多的能源资源,这方面PoS就被认为是更为绿色的解决方案,顾名思义PoS是通过质押系统中的资产即coin来成为一个质押者(staker),这样就有权产出区块,质押份额越多,获得产出区块权的概率就越高,也代表着奖励越多。

在分布式系统中有一个 CAP 定理,是指一个分布式系统中存在着三元悖论,即不可能同时满足这三个特性:一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性 (Partition tolerance),而只能满足其中两个。区块链作为一种分布式网络,这个定理也逐渐演变成了区块链的三元悖论,即安全性(Security)去中心化(Decentralization)可扩展性 (Scalability),也是同时只能满足两个特性。

The Blockchain Trilemma

整体上看PoW系统更注重的是安全性(Security)去中心化(Decentralization),放弃可扩展性 (Scalability),这也是Bitcoin网络的吞吐量非常慢的原因。而PoS系统更关注的是可扩展性 (Scalability)去中心化(Decentralization),但就PoS能否真的实现去中心化(Decentralization),我是比较持怀疑态度的。从保守主义与系统的更长期稳定的角度出发,我个人是坚定地站在PoW这边的,可能跟自身保守的性格有关,并不是特别看好PoS作为基础层能比较稳定。特别是像这次5月份的Luna事件,事件大概的过程是Luna链上的算法稳定币UST缺乏价值支撑最终脱锚,其核心问题在于UST的锚定设计试图用一个PoS股权系统去支撑其锚定美元,而且还超发了太多UST,再加上UST与Luna的兑换设计缺陷最终导致Luna自身的死亡螺旋。但这个事件更大的意义应该是敲响了一个警钟,PoS机制在面对空头资本砸盘时真的还能维持稳定、维持所谓的去中心化吗?可能到时节点数量萎缩的速度会很快,逐渐趋于中心化。

所有系统设计都需要根据自身定位来折中,以下从价值锚定的角度,简单分析下为什么长期来看PoW会更有优势。

PoW vs PoS

权利平衡

在PoW系统中三股主要的参与者分别是研发人员,投资者(或者叫用户)与Miner,这三者的相互制衡,使得这个系统达到一个稳定平衡的状态。而PoS系统中,将Miner这个重要的制衡力量移除了,投资者和Miner变成了同一群体质押者(stakers),因此该群体滥用权力的行为会变得相对不受限制,并且该链随后的发展方向也可能会更加不平衡,更容易倾向有利于质押者(stakers)群体的方向。

深度成本投入

PoW系统很好的阐述了什么是被普遍认可的价值,抽象上来看就是高代价的稀缺性,高代价与稀缺性两者缺一不可。PoS最多只能实现其中一个稀缺性。

Miner为了在链上生产区块赚取coin,不仅需要持续支付高额电力成本,还必须不断投入研发、升级硬件、优化基础设施和运营规模来保持其竞争力。最终结果是,能够长期持续盈利的Miner并不会是一个一层不变的群体,而是总在竞争中淘汰掉效率太低的Miner,使高效率的Miner能存活下来。这也更有利于去中心化(Decentralization),因为不断变化的Miner群体意味着没有一个Miner可以在相当长的时间内保持网络的大部分算力,除非他们通过严酷的竞争考验,不断优化自身来提供更多的算力。

而PoS系统中的质押者实际上并多少真正的风险投入,也没有优胜劣汰的严酷竞争机制,他们只需要简单地运行一个staker节点就可以躺着赚利息,本质上只是将自己在银行系统里的钱简单的转化为链上资本,就可以坐地收割后进入这个系统的新人。这种行为并没有太多难度,只是简单地赚取“无风险”利息,他们并没有将资本转化为任何形式的需要面临风险考验的投资。

而且当发生硬分叉时,PoW的Miner选择支持哪条链时会更为谨慎,因为他们需要投入高昂的电力成本来为他们的选择背书,一旦选错了将损失所有投入成本。PoS系统如果发生硬分叉,质押的coin作为系统内部状态的一部分,硬分叉后质押者将在两条不同链上都拥有相同数量的资产,由于没有什么沉默成本,导致质押者更愿意两边都支持,从而使硬分叉更容易且更频繁地出现,这被称为nothing at stake问题。

准入机制

PoW是真正能做到无准入限制的(Permissionless),就是说已经在这个系统中的老人无法限制新人加入,只要你有能力提供算力,就能直接接入网络中产出coin。而PoS系统中,新人要进入,都不得不先从老人手中买coin。

而且PoW中Miner为了支付各种高昂成本(电力,设备,基础设施等),产出coin后也不得不卖出一些以弥补成本,这同时也是一种把coin分发给更多人的过程;特别是在熊市,Miner为了维持开销也不得不低价贱卖coin,这样新人才有机会以相对低的成本获得筹码入场,这才是一个健康的生态扩张过程。而PoS中由于质押者并没有什么运行成本,也不需要面对太多竞争,质押者出块得到coin后不需要急着卖出,更容易哄抬价格,其实会变相激励场内老人剥削新入场者,不给后来人更多机会;整个系统会趋向于更封闭,逐渐演变成一个有限游戏,长期运行下去只会越来越中心化;系统中财富越来越集中,富者更富,穷者更穷,从而更不可能实现去中心化(Decentralization)

工作量的时间沉淀

由于PoW系统中是以提供工作量的方式产出区块的,随着时间的推移这些工作量都会被累积起来并使链不断向前延伸,这也是为什么叫区块链;这些累积的工作量也给攻击者造成了巨大障碍,如果想要反转整条链,不仅需要非常高的算力,还需要相当长的时间,这也为应对攻击提供了足够长的时间缓冲。

而PoS系统其实只是维护一个分布式账本,并没有工作量累积的概念,一旦攻击成功,要反转整条链就是相当容易的,几分钟就可以搞定。

总结

严格来说由PoW算力支撑的BTC不应归为高科技类,由于它整个系统架构更保守更稳定,提供的更多的是一种物化价值(objective costliness),更能作为价值之锚,所以数字黄金这个称号很贴切。而像ETH(目前还是PoW,2.0升级后为PoS)这些更接近科技类创新平台,PoS本质上更像是一种股权系统,其实PoS系统反而是需要中心化,偏向更依靠整个社区的生命力,需要依靠核心团队的创新与开拓能力往前走;而PoW则需要去中心化,更偏向稳定与提供物化价值(objective costliness)

Blockchain Value Layers

区块链作为一个价值分配系统,算力是它的价值之锚,如果没有算力,就会退化为一个股权系统。算力在哪,资金就会跟去哪。目前的发展趋势也是逐渐往多层网络的方向发展,类似TCP/IP的多层协议栈。从作为基础层(Base Layer)的角度看,更需要的是长期稳定与提供价值支撑,因此PoW系统更合适;而PoS可能更多的是可以作为Layer2以实现可扩展性 (Scalability),弥补PoW基础层的吞吐量不足,并通过锚定在PoW基础层上来获取算力安全性与价值支撑。

最后顺带说下最近市场行情,5,6月份以来的瀑布令很多人很恐慌,恐慌指数一度长时间停留在个位数;其实我觉得也没必要那么恐慌,要在这个圈子长期活下去,面对这种大波动的心理预期还是要有的。想起之前红杉资本的沈南鹏经常提到一个词Grit,沙砾,它是砾石在千万次打磨后留下来的细小颗粒;Grit代表了勇气和持之以恒的一种坚持,有种经常被按地上摩擦但依然勇往直前的感觉。这个和塔勒布讲的反脆弱性有异曲同工之妙,承载价值的东西就应该具有这种品质,PoW系统肯定是有反脆弱性的。

回望2017年入圈后经历过的各种事件,其实像这样的大波动近乎每年都有(除了2019年一年比较顺利外);像2017年国内的94事件,2018年一整年的大熊市,2020的312事件,2021的519事件,再到2022今年的5,6月份市场转熊,每次经历大波动后,市场都会淘汰掉该淘汰的,出清掉该出清的风险,对整个行业发展也是好事。眼光还是应该放远一点,至少看5到10年后的变化,科技发展过程中所带来的波动和风险是不可避免的,日光之下无新鲜事,每次科技革命过程中总会夹杂着众多的反对、质疑,还有众多的投机、骗局;这个过程也总是通过各种暴雷、回归,清除泡沫后价值重估,夯实了基础后积蓄能量再次进入跃升到新的发展阶段。价值互联网的到来是一件无法回避的事情,当理解和看清了这种趋势后,规避掉各种坑和市场噪音,远离合约杠杆和各种山寨的诱惑,握住核心资产,时间本身就会带来回报。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,214评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,307评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,543评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,221评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,224评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,007评论 1 284
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,313评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,956评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,441评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,925评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,018评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,685评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,234评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,240评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,464评论 1 261
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,467评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,762评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容

  • POW:Proof of Work,工作量证明 共识是一个多维博弈过程 1,共识越分散(节点多,参与度高),效率越...
    rectinajh阅读 16,456评论 1 5
  • 中本聪在2009年1月3日于赫尔辛基的某服务器挖出了比特币。我认为,比特币最为神奇之处即在于其共识机制,因为共识的...
    金笛Jindi阅读 815评论 3 4
  • 去中心化系统维系的核心,在于参与者达成的共识。共识是博弈后的产出,既是博弈,就是平衡,参与到系统中的各方,都是唯利...
    念_夕阅读 616评论 0 2
  • 转载声明:本文来自微信公众号:火龙果园长,仅供学习交流,禁止用于商业用途,转载需关注公众号取得文章作者同意。 写在...
    火龙果园长阅读 7,304评论 0 18
  • 共识机制 什么是共识机制 区块链作为一个去中心化的分布式账本系统,然而在实际运行中,怎么解决因为去中心化后,保证整...
    HeartGo阅读 3,016评论 0 1