STAK:浅谈共识方式以及 Staking

本文作者不是我，是匿名，他就是想发！区块链是什么？为什么我们需要区块链？区块链最本质的东西是什么？当这一连串的问题追问下来，可能很多了解区块链的人，其实在内心已有答案了。现在所谓区块链2.0甚至3.0/4.0的概念都已经出来了，可是我们从市场认可度来看，好像大家并不认可。原因是什么，我想是大家都忽略了一件事，就是区块链的本质，一个去中心化的账本。让每个人都持有账本好不好？当然，这是最理想的方式，但是如果你今天的出入账，需要在第二天才能全网正确的记录，你会不会发狂？所以，这只是理论上最理想的方式，别忘了区块链的三角难题。效率-去中心化-安全。如果让每个人都持有账本，那么固然会违反三角难题中的效率问题。举个例子，Bill家富有，有很多高端设备，可以使Bill当前运行的账本能够在第一时间记录和收发消息，可是Bob家里只有一台2009年的老式电脑。他也想运行账本，那么因为Bob的设备/网络问题，需要更长的时间才能记录和收发消息。那么整体链的性能就相对来说更低。这受限于木桶定律。所以，这只是一个例子。人人参与账本记录，并不是一件能够在现实社会实现的最优解。共识机制现在主流存在的共识机制就两种POW和PoS。其实还有很多种共识机制，但是由于前景不明，暂时不提。POW如何？同样的道理，POW受限于网络性能，机器性能等。在一定程度上达不到大规模使用，只能存在于极客主义的理想阶段。POW目前的几个问题。第一个--确认速度慢。以比特币为例，出一个块平均要十分钟，确认的话还要再等六个块，就平均要一个小时。第二个--交易吞吐量比较低。大家都很清楚，比特币在这点上已经被人质疑了很久了。第三点--能耗高不环保。PoW，是依靠电能和机器性能来进行大规模的无意义运算来获得记账权，在越来越注意环保的今天，这种方式显然不能长久维持下去。第四点--在短时间内更容易被51%攻击BTC是目前矿池最多，算力最大，最耗电的币种，但是你从矿池算力分布来看。想要攻击BTC，其实也不是难事。很显然，目前BTC的算力，正被几个人所垄断。第五点--价格更受限于矿工因为大多数人都为了利益而来，大多数人都会为了选择自己的利益，而放弃所谓的共识和规则，矿工每天花费巨额电费，就是为了获取利益，那么当收益不够支撑电费的时候，大多数矿工会选择倾销，甚至低于成本的方式进行售卖。顺便说一句，今天(2020.5.6)BTC价格9000USD,BTC今天需要产出的大约144BTC，合计1296000USD。如果仅算电费成本支出70%也需要907200USD的电费。这是每天POW矿工需要支付电费的情况，有时候甚至需要交付的更多，电费来对于BTC来说，无疑是一只巨大的吸血鬼。面对前两个问题，确认速度慢和交易吞吐量低是不是可以通过修改出块时间和区块大小解决呢？当然不是那么简单，莱特币就是这么做的。它从比特币的10分钟降到2.5分钟，然后一下子出块速度就比特币快四倍。提高吞吐量的方法就是增大块容量，又比如BCH就把每个块从1M先扩大到8M，然后又扩大到32M，甚至后来还有提议说要改到128M。很直观地，同样的出块速度下，块越大吞吐量也就越大。是不是这么简单就可以解决比特币确认速度慢和交易吞吐量低的问题呢？当然不会。要真这么简单的话，比特币也不会现在是十分钟1M的设定了。为什么刚才说的方法不能解决问题呢？因为当我们出块速度快了以后，区块链就会很频繁地出现分叉，特别是当你出块的速度超过广播速度的时候，分叉的情况就会特别严重。目前来说POW受限于区块链三角问题，对于区块链大规模使用，不太现实。Proofofstake权益证明基本的思想是：当你持有币，你就有记账权，然后有投票权。你的投票权和你持币的数量是成正比的，这就是一个币一票。简单来说，就是币越多，投票的权力就越大。PoS协议的基本框架是按所有的参与者的持币量，去分配打包权和投票权。在PoS的系统里边打包和投票两件事是分开的，分配完打包权以后，拿到打包权的人就有资格出一个候选区块。这个区块里面包含要处理的交易，并且有他自己的签名。候选区块并不意味着就会被加入共识，在广播候选区块以后还需要由那些有投票权的人去投票。投票的形式可以就是在被投票的区块上做个签名。在投票后得到比较多票支持，候选区块才会最终被加入共识，变成一个有效的区块。当然投票的过程我们可以用很多方式执行，比较常见的就是可以用一个少数服从多数的共识算法去做。因为现在我们知道一共有多少人有资格投票、一共有多少票，所以用这个共识算法我们很容易算出来多数，比如超过1/2或者2/3。这一点跟PoW非常不一样，因为在PoW系统里你根本不知道全网的算力有多少，只能靠估计，而且一般还估计不准。所以PoW系统里不可能说用一个确定的阈值去判断什么是多数。在PoS系统中，如果检测到有的参与者违反了PoS共识的协议，就可以对他们做出一些惩罚。比如有的人把自己的一票投给很多个块，或者说他有票，但是就是不投，这些会对系统的安全性造成影响的行为都可以惩罚。我们再来看一下Pos(权益证明)的优点是什么第一个优点--效率PoS的延迟可以做得非常低，确认可以非常快。在PoS系统里，拿到一个交易就可以马上打包，打包以后就可以广播，这个时间是不需要等待的，不像PoW，必须等至少做一个PoW问题的时间。实际上，PoS共识的延迟主要是受限于网络和参与投票的人数。因为你投票的人越多，肯定要等的时间也就越久。但是相对于POW机制来说，这点时间真的不算什么。第二个优点：PoS环保因为它不需要做工作量证明。投票实际上就是做个签名，最多再做一些简单的运算，比求解PoW难题容易多了。第三个优点：矿工和持币者的动机是一致的。PoS的矿工都必须持币，在整个的生态环境里减少了一个不持币但靠机器来挖矿的角色。在PoW的社区中，经常会出现有钱人、开发者、以及矿工三方的利益不是完全一致的情况，达不到一定的共识，以至于最后很多事很难办成。到了PoS中，现在至少矿工和资本家的利益会更为一致，一定程度上减少了冲突和分歧。第四个优点：在POS共识机制的项目中，任何人都可以通过加密资产抵押锁仓参与Staking保本“赚币”。第五个优点：由于简单的操作，易于管理和上手，可以使更多的普通用户参与进来，更加的降低了集中化的可能。所以结合以上来看，Pos共识机制在一定程度上能解安全-效率-去中心化等问题。Proofofstake的几种主流共识**DPOS这是一种基于投票选举的共识算法，有点像民主大会，持币人选出几个代表节点来运营网络，用专业运行的网络服务器来保证区块链网络的安全和性能。DPOS机制中，不需要算力解决数学难题，而是由持币者选出谁是生产者，如果生产者不称职，就有随时有可能被投票出局，这也就解决了POS的性能问题。---评价：性能高，去中心化不足。流动性POS(LPoS)在LPoS中，委托是可选的。代币持有者可以将验证权限委托给其他代币持有者，而无需进行托管，这意味着代币将保留在委托者的钱包中。此外，只有验证器在出现安全故障时才会受到惩罚。LPoS还提供投票权，但作为代币持有者，您可以在协议修正案中直接投票，而不仅仅是像DPoS那样保护网络的人。---评价：性能高，权限下放，安全度高。BondedProof-of-Stake(BPoS)BPoS与LPoS非常相似:委托是可选的、非托管的，代币持有者可以从协议修订中的投票权中获益。尽管如此，它被称为BPoS是有原因的:在安全性或活动性错误的情况下，验证器和委托程序的部分权益将被削减。在LPoS中，只有验证器有被削减的风险，而委派者的唯一风险是在验证器不诚实或效率不高的情况下错过一些奖励/利益。这种BPoS机制的优势在于，它提供了一个清晰的解决方案，解决了一些LPoS协议上的验证器必须维护的比率(类似于资本要求)问题。虽然它解决了这个问题，但它也意味着委派者需要在委派之前进行额外的尽职调查，并在验证其验证器的性能时保持活跃。---评价：性能高，权限下放，安全度高，技术难度相对较高。HybridProof-of-Stake(HPoS)HPoS通常被称为工作量证明和权益证明的混合。这是一种使用这两种方法保护网络的方法:PoS与PoW系统一起工作以进一步保护区块链。通常，在这种实现中，挖掘人员通过PoW生成新的块，PoS验证器随后对这些块的有效性进行投票。HPoS通过增加利益相关者投票的哈希能力，为多数人的攻击提供了优越的威慑。---评价：受限于POW共识方式，不能最大发挥Pos链性能。区块奖励发放POW代币发放奖励，就是通过大量的哈希运算得出一个正确值，而Pos怎么发放？通过加密资产抵押锁仓参与Staking。Staking的本质是什么?**Staking(抵押)是POS(权益证明)共识类项目中特有的行为，指的是代币持有者通过对代币进行质押，获得staking奖励的投资行为，根据其拥有的权益获取相应收益。持币者(普通投资者/机构投资者)要想获得Staking奖励，需要选择一个节点(可以是钱包、交易所、第三方运营商等)进行委托，或者自身筹建一个节点，然后通过质押、投票、授权委托和锁定等行为来获取交易费、区块奖励以及分红收益等Staking奖励。因此，Staking也可简单理解成一种持币生息、质押挖矿或锁仓挖矿的商业业态。这里的“质押”，是一个链上委托动作，是指用户将POS挖矿权力(即使用权)转移给节点，由节点代替用户挖矿产生收益然后分配给用户，但自始至终，该代币的所有权都在用户手中。

3万枚ETH从未知钱包转至Gate.io:金色财经报道，Whale Alert数据显示，30,000枚ETH（约合56,003,264美元）从未知钱包地址转至Gate.io。[2023/7/10 10:12:18]

Staking是如何兴起的?

POS概念早在2011年就已经提出来了，2012年Peercoin项目可视作第一个内置PoS共识的项目，随后人们看到了POS机制的种种优势。从2015~2017开始，市场酝酿出了一大批新兴的POS项目(如Tezos、EOS、Cosmos、Polkadot、Cardano等)，它们对POS机制的设计做了大量的改良和创新。还有另外的新兴的主流项目在2018年(EOS、ONT、等)-2019年(Cosmos、Polkadot等)陆续上线，特别是随着以太坊2.0实施阶段越来越临近(预计2020年切换到POS共识机制)，市场对POS项目的期待越来越高。Staking本身是POS共识的一个参与行为，各项目发展初期大多都会设置一些激励措施来提升Staking参与度，维护POS网络的安全性和活性。参与POS项目的Staking共识，不需要盯盘、不需要频繁操作，就能实现持币生息(有些只需要锁仓即可获取相应收益)，相当于增加了一类固收产品的投资选择。

Staking对加密行业有影响吗?

Staking(质押)经济对加密行业的价值主要在两方面。

首先，维护链本身的安全性。全网被质押的代币越多，链的安全性越高，各大POS公链项目往往都需要委托参与节点治理和社区投票，不然权益就会受到稀释。其次，比起POW中，代币被挖出来就卖掉，Staking经济将让POS项目中的代币持有者和链本身的联系更加紧密，Staking行为本身就是在参与POS共识，Staking激励让用户更具广泛参与性，这都将为公链社区和生态建设留下更多价值。Staking经济模式明显更受到钱包和交易所的青睐，因为Staking天然的技术优势能与时俱进地增强用户粘性，包括用户存币在交易所或钱包，服务商都能获取一定的利益，而POW链则往往是服务商补贴用户。Staking生态POS矿池首先便是矿池。如同当年的PoW矿池(为提升挖矿收益而联合起来的比特币矿池)，POS矿池被视作一个新的商机。主要的业务模式是，矿池帮助POS项目持币者行使权利，持币者通过委托给专业服务团队进行Staking操作，获得属于个人的权益，而这些服务团队则从中收取一定的托管费。钱包和交易所交易所和钱包服务商可以增加额外的收入，目前市面上现有的区块链钱包迟迟未能找到合适的商业模式，大多功能单调，仅仅用于存放数字货币，无太多附加价值。针对POW链，更是需要钱包服务商倒贴用户，还要保护用户的资产安全。这一点从经济利益来说，是不可持续的。Staking经济激励用户将钱包中存的币用来挖矿赚收益，给钱包带来了新的机遇，新的使用场景。交易所作为加密市场上的存币“大户”，也可以通过Staking，将交易所内用户的币进行质押获取额外收益，同时运行节点，享受各个项目每年增发的收益。专业节点运营团队诸多POS公链项目的安全性都依赖广大节点来维护，由于运营节点的成本问题，专业节点运营团队也有一定需求。专业团队可以维护不同链上的节点并参与PoS挖矿有很多繁琐的工作，需要长期追踪社区的状态，紧跟社区更新，遵守不同链上规则避免被踢等等。智能合约针对于Pos的高性能，区块链开发者可以在Pos链上开发更多简单有趣的Dapp，增加生态的繁荣度，增加本链用户粘性。更加分散化相对于Pow链，Pos用户参与更高，持币人更分散，当然权益更分散。Staking经济或许是一个必然的趋势，以太坊2.0，以及2019年之后的诸多备受主流关注的项目，都非常默契的选择了Staking，所以，Staking一定是未来的趋势和未来发展的方向。

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