VITA:Vitalik 解释为何权益证明 PoS 更安全

在PoS中，总体奖励将非常低；在eth2中，我们预计验证者每年的奖励等于ETH总供应量的?0.5-2％。网络中验证者质押的币总量越多，收益率就越低。因此，可能要花上一个多世纪的时间才会出现币的集中性程度翻倍，而在这样的时间尺度上，其他方面的压力可能会占主导地位。

原文标题：《WhyProofofStake(Nov2020)》撰文：VitalikButerin编译：Unitimes_David

与PoW相比，PoS是一种更为卓越的区块链安全机制，有三个关键原因。

01.PoS以相同的成本提供更高的安全性

最简单的方法是将PoS和PoW从这个方面进行比较，即对于每天每1美元的区块奖励，攻击网络的成本是多少。

基于GPU的PoW

你可以廉价地租用GPU，因此攻击网络的成本仅仅是租用足够的GPU算力以赶超现有矿工的成本。对于每1美元的区块奖励，现有的矿工应该会花费接近1美元的成本。因此，对于每1美元的区块奖励，攻击者在攻击网络时只需要在短时间内花费超过1美元，且仅需要几个小时。

攻击总成本：?0.26美元，由于攻击者可以获得区块奖励，因此攻击成本能降低为零。

Vitalik：跨链证明是实现跨链社交恢复钱包的关键，ZK-SNARK等是可行选择:6月20日消息，以太坊联合创始人VitalikButerin在最新文章《更深入探讨钱包和其他用例的跨L2读取》中指出，实现跨链社交恢复钱包的一个可行方案是维护一个存放在特定位置的密钥库，以及多个不同位置的钱包，这些钱包可以读取密钥库来更新自身的验证密钥视图或在每次交易验证过程中。跨链证明是实现这个功能的关键，需要对其进行深度优化，可能的方案包括零知识证明（ZK-SNARK）、等待Verkle证明或自定义KZG解决方案。

从长远看，我们需要实现聚合协议，通过生成聚合证明来打包所有用户提交的操作，以此来降低成本。这可能需要将其集成到ERC-4337生态系统中，可能需要对ERC-4337进行一些修改。同时，为了减少从L2内部读取L1状态的延迟，L2应被优化。

钱包不只可以放在L2上，也可以放在与以太坊连接程度较低的系统上，如L3或只同意包含以太坊状态根的独立链。然而，密钥库应放在L1或高安全性的ZK-rollupL2上。尽管这样会增加复杂性，但从长期来看，可能在L2上设置密钥库才是成本更低的方案。在这个过程中，我们也需要致力于提供保护隐私的解决方案，并确保我们的方案可以与隐私保护方案兼容。[2023/6/21 21:50:47]

基于ASIC的PoW

Vitalik Buterin：已把2011年制作的游戏上传到IPFS:金色财经报道，以太坊联合创始人Vitalik Buterin在社交媒体上称，我把在加密前（2011年）做的一款游戏上传到IPFS。祝好运。

对此，Aave及LensProtocol创始人Stani表示，一件很酷的事情是，有一个哈希值，所以你可以随时找到游戏并玩它。不知道你用什么来创建它，但是带有Unity的webGL使得为IPFS渲染变得非常容易。[2023/5/23 15:20:23]

ASIC设备是一项资本成本：你购买一次ASIC设备，就可以预期它在大约2年内会有用，直到它磨损和/或被更新更好的硬件淘汰。如果一条区块链受到51％的攻击，社区可能会通过更改PoW算法做出响应，而你的ASIC将失去其价值。

平均而言，挖矿成本包括约1/3的持续性成本和约2/3的资本成本。因此，每天每1美元的区块奖励，矿工将在电力和维护方面每天花费约0.33美元，在ASIC方面每天的成本约0.67美元。假设一台ASIC设备可以使用2年左右，那么矿工在一台ASIC硬件上就需要花费486.67美元的成本。

攻击总成本：486.67美元0.08美元=486.75美元

Vitalik Buterin：FTX事件为加密货币提供了教训:金色财经报道，以太坊联合创始人Vitalik Buterin在接受采访时表示，FTX事件是一个\"巨大的悲剧\"，但区块链技术很稳定，以太坊社区中的许多人也将其视为一直相信的事情的验证，即中心化的任何东西都是可疑的，公开透明的代码高于个人。此外，VitalikButerin还表示，加密货币要充分发挥其潜力还有很长的路要走。（彭博社）[2022/11/21 22:11:15]

话虽如此，值得注意的是，虽然ASIC提供这种更高的安全级别，付出的代价却是很高的挖矿中心化，因为入场的障碍会变得非常高。

权益证明

权益证明(PoS)几乎全部是资本成本(质押的币)，唯一的运营成本就是运行节点的成本。那么，为了获取1美元/每天的奖励，人们愿意质押多少资金呢？与ASIC设备不同，质押的币不会贬值，当你想要结束质押时，你可以在一个短暂的资金提取延迟之后将币取回。因此，PoS的参与者应该愿意为相同数量的奖励支付更高的资本成本。

我们假设大约15％的回报率足以激励人们参与PoS质押(这是eth2的预期回报率)，那么1美元/每天的奖励吸引的质押资金的价值，将相当于6.667年的质押收益，也即2433美元。

声音 | Vitalik评论澳本聪转账假新闻：不要在没有亲自验证原文链接的情况下相信推特上的截图:针对“澳本聪从最大BTC地址向币安转出5万BTC事件”，Primitive Ventures的创始合伙人万卉在推特上表示：“这个伎俩很容易被许多者所使用，很多中国加密媒体都通过微信上面的图片传播突发新闻，而不是传播新闻链接。所以任何人都可以使用相同的主题模板，然后PS一条假新闻。”以太坊创始人Vitalik今日在推特上评论称，我们迫切需要经过网站验证且有数字签名的截屏，这也会让智能合约预言机更容易些。他还配上一张P图，图中美国总统特朗普表示，不要在没有亲自验证原文链接的情况下相信推特上的截图。[2019/5/30]

PoS节点的硬件和电力成本很小；一台价值一千美元的计算机可以用于质押数十万美元的存款，每月约100美元的电费和互联网就足够了。但是保守地讲，我们可以说这些持续性成本大约是参与质押的总成本的10％，因此我们每天只有0.90美元的奖励最终用于应对资本成本，因此我们确实需要将上述数字减少10％。

攻击总成本：0.90美元/天*6.667年=2189美元

从长远来看，随着Staking变得更高效，且人们逐渐满足于较低的回报率，预计攻击成本会更高。我个人预计这个数字(攻击总成本)最终会升至10,000美元左右。

Vitalik Buterin推特发布五个以太坊扩展策略:\tVitalik Buterin在推特上发布了5个扩展策略：1、多条独立链; 2、超大区块; 3、不改变安全模型的逐步升级（例如、用压缩的delta+STARKs替换txs+sigs）;4、双层网络（主区链和Plasma）;5、分片技术。此前Vitalik Buterin推特上称，分片即将到来[2018/6/9]

请注意，获得这种高级别安全性的唯一「成本」只是给你带来了些许不便，即你参与Staking时无法随意移动你质押的币。甚至可能是这样的情况，即公众知道所有这些币都被锁定了，进而推动币的价值上升，而社区中随时准备用于进行生产性投资等目的的总金额(即质押币的总量)保持不变！而在PoW中，维持共识的「成本」是大量消耗真实的电力。

更高的安全性还是更低的成本？

值得注意的是，有两种方式可以利用这种在安全性成本方面实现的5-20倍的优势。一种是保持区块奖励不变，从增长的安全性中获益；另一种是大量减少区块奖励(从而减少共识机制的「浪费」)并使安全性级别保持不变。

两种方式都可以。我个人更喜欢后者，因为正如我们将在下文讲述的那样，在PoS中，即便是成功的网络攻击，其带来的损害也比在PoW中也小得多，并且更容易从攻击中恢复！

02.PoS从攻击中恢复要容易得多

在PoW系统中，如果区块链受到51％的攻击，你可以做什么呢？到目前为止，实践中唯一的应对措施是「等到攻击者感到无聊为止」。但这遗漏了一种称为「spawncampingattack」攻击的更为危险的攻击的可能性，在这种攻击中，攻击者一遍又一遍地攻击区块链，其明确目标是使链条变得无用。

在基于GPU的系统中，没有防御措施，一名持久的攻击者可能很容易使区块链永久性地无用。实际上，在最初的几天之后，随着矿工因为链受到攻击无法获得奖励而退出，攻击者的成本可能会变得很低。

在基于ASIC的系统中，社区可以响应第一次攻击，但是之后再次继续攻击将变得很容易。社区将通过分叉更改PoW算法来应对第一次攻击，从而「阻止」所有ASIC(包括攻击者和诚实的矿工！)。但是，如果攻击者愿意承担那笔最初的费用，那么在那之后情况又回到了GPU的情况(因为没有足够的时间为新算法搭建和分布ASIC设备)，因此不可避免地是，攻击者此时将可以廉价地继续进行攻击。

但是在PoS情况下，情况要好得多。对于某些类型的51％攻击(尤其是revert已经被敲定地区块)，PoS共识中有一个内置地「slashing」(罚没)机制，通过该机制，攻击者的大部分质押金可以自动被销毁(其它非攻击者地质押金不会受到影响)。

对于其他难以被监测到的攻击，社区可以协调进行一次由较少用户激活的软分叉，在该分叉中，攻击者的资金再次被大量销毁（在以太坊中，这是通过「inactivityleakmechanism」机制完成的)。不需要采取「通过硬分叉来销毁币」；除了需要在UASF上进行协调以选择少数区块之外，其他所有操作都是自动化的，并且只需遵循协议规则即可执行。

因此，第一次攻击PoS区块链将使攻击者损失数百万美元，并且社区将在几天之内重新恢复。第二次攻击区块链仍然会花费攻击者数百万美元，因为他们将需要购买新的币来代替已经被销毁的币。而第三次将……花费数百万美元。这场攻击游戏(的成本和收益)非常不对称，因此不受攻击者的青睐。

03.PoS比ASIC更加去中心化

基于GPU的PoW在去中心化方面较为合理，因为获得GPU并不难。但是基于GPU的挖矿在很大程度上未能满足我们上面提到的「抵御攻击的安全性」标准。

另一方面，基于ASIC的挖矿需要数百万美元的资金才能入场。

这也是对常见的「PoS意味着富人变得更富」论点的正确回应：ASIC挖矿也意味着富人变得更富，这场游戏更倾向于富人。至少在PoS中，所需的最低投资额(质押门槛)非常低，并且在许多普通人的承受范围内。

此外，PoS更具有抗审查性。GPU挖矿和ASIC挖矿都非常易于审查：它们需要大量的电力消耗、购买昂贵的硬件和使用大型仓库。另一方面，PoS质押操作可以在不起眼的笔记本电脑甚至VPN上完成。

PoW可能存在的优势

我发现PoW有两个主要的真正优势，尽管我认为这些优势相当有限。

01.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

在PoS中，如果你持有币，你可以将币进行质押以获得更多的币。在PoW中，你也可是赚取更多的币，但你需要使用一些外部的资源来实现。因此，可以这么说，从长远来看，PoS币的分布可能会变得越来越集中。

我认为对此观点的主要回应是，在PoS中，总体奖励将非常低；在eth2中，我们预计验证者每年的奖励等于ETH总供应量的?0.5-2％。网络中验证者质押的币总量越多，收益率就越低。因此，可能要花上一个多世纪的时间才会出现币的集中性程度翻倍，而在这样的时间尺度上，其他方面的压力可能会占主导地位。

02.PoS需要「弱主观性」，但PoW不需要

有关「弱主观性」概念的介绍，请参见此处。本质上来说，某个节点首次上线，以及节点离线很长一段时间(比如数月)之后在任何后续时间再次上线，该节点必须找到某个第三方资源来确定正确的区块链链头。这个第三方可能是他的朋友，可能是交易所或者区块链浏览器网站，或者客户端开发者，或者许多其它参与者。PoW不存在此要求。

但是，可以说这是一个非常弱的要求。实际上，在这种程度上用户已经需要信任客户端开发人员和/或「社区」。至少，用户需要信任某人来告诉他们协议是什么以及协议的任何更新。在任何软件应用中，这都是不可避免的。因此，PoS施加的边际附加信任要求仍然很低。

但是，即使上述这些PoS风险确实值得注意，在我看来，相比于PoS系统有着更高的效率以及更好的处理攻击并从攻击中恢复的能力，这些风险仍然是非常低的。

另请参阅我之前关于股权证明的文章。

ProofofStakeFAQAProofofStakeDesignPhilosophy

来源链接：vitalik.ca

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开放的分布式区块链应用平台，通过其专属加密货币Ether以太币提供去中心化的虚拟机，处理点对点合约。允许任何人建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用，没有任何欺诈、审查、第三方监管。以太坊的概念首次在2013至2014年由维塔利克·布特林VitalikButerin受比特币启发后提出，旨在共同构建一个更全球化、更自由、更可靠的互联网。以太坊EthereumETHERCERCERC20ERC721ERC以太坊查看更多

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