本文亦感謝以及Henry-民道@dForce,他們兩位皆為各自的立場提供了漂亮且深入的論證,筆者亦從他們的論證中得到很多啟發。
最后,本文的另一目的是表達對一位哲人的敬意,他發明了一個可供我們不斷對話的原型機,而且我們越與之對話,越明白這個原型機的精巧。所謂“大巧不工”,化繁為簡需要極為強大的系統性思維,而他當得起“大師”的稱謂。
2019年5月上旬“新經濟學人”群內辯論的主題為PoW和PoS的短長。
PoS的技術局限性,即在技術上它們到底能不能實現某種屬性;
PoS系統的健康度問題,比如會不會形成“持幣者/挖礦者/設備制造商”等在地域或收入階層上的集中,以及這種集中會不會造成不良影響,雖然大家對什么是“健康”、“不良”并沒有一致的定義。
在前一個問題上,我認為最好的論證是由Jan提供的。他指出參與PoW系統是完全permission-less的,無需向任何人申請,即可購買礦機/組建礦池來參與PoW系統;
而PoS系統為了安全性犧牲了這種免許可性:如果有人想加入這個系統成為驗證者,他必須先質押,而質押作為一筆交易必須被打包上鏈才有效,等于是說他至少得取得部分現有驗證者的同意才能成為驗證者。
DCG CEO:不支持任何以太坊PoW分叉,礦工應將算力轉移至ETC:金色財經消息,Digital Currency Group創始人兼首席執行官Barry Silbert發推特稱,“我們全力支持ETH PoS,除了ETC,我們也不打算支持任何ETH PoW分叉。ETH礦工應該將算力轉移到ETC,以實現長期收入最大化。”
據悉,DCG現有的業務包括資產管理公司Grayscale、交易業務Genesis Global和新聞網站CoinDesk。[2022/8/8 12:08:53]
在后一個問題上,最好的論證是由民道提供的。他指出,出于分散風險的目的,持幣大戶不會拿住手上的幣不賣。幣的價格上漲,則此種資產在持有者總資產中的比重也會變大,這個過程也是風險增大的過程,因此持幣者會傾向于賣出自己手中的幣,因此對財富集中的擔心是不必要的。
僅就后者而言,許多問題我認為近乎無法研究/比較,舉例而言,說PoS中會出現幣的集中,但難道PoW中沒有礦場規模大小的區別嗎?說PoS沒錢不能參與,但難道在PoW里面礦機不用花錢買嗎?
Ripple前CEO:比特幣礦工們應該從PoW轉向PoS:9月3日消息,Ripple的聯合創始人和前首席執行官Chris Larsen認為,比特幣礦工們應該從PoW轉向PoS,但礦工和交易所不會自愿實施如此強烈的變革,相信監管機構不會不介入管理,政府將切斷對有風險敞口的公司的零排放信貸,也有可能取消一些匯款許可證。與此同時表示,根本不存在綠色挖礦這種東西,并對以太坊的聯合創始人Vitalik Buterin表示贊賞,甚至稱其為“英雄”,因為他決心放棄PoW。(U.today)[2021/9/3 22:57:26]
繞一圈你會發現,雖然只討論前者不討論后者是不行的,但在前者的討論中我們有更明確的方法可以依靠,而且只有Jan說的那一點是最為確實的。
而在與民道討論的過程中,我發現按照一般的方式根本比較不出PoW與PoS的區別:因為兩種方式皆是“抗女巫機制”,兩種方式皆必然要求參與者投錢進去,兩種方式皆可完成貨幣分發,兩種方式皆有可能形成一定程度的集中。
更重要的是,從非常抽象的角度來看,兩種系統都是以貨幣增發來購買參與者的支持,PoW發幣給礦工,PoS發幣給驗證者。這些角度都僅能比較出量的區別,而不可能比較出質的區別。
動態 | 以太坊Devs再次就ASIC抗性算法ProgPoW達成共識:據Cointelegraph消息,以太坊(ETH)核心開發者在3月15日的每周會議上又一次討論了特定應用集成電路(ASIC)抗性工作證明(PoW)算法ProgPoW。本周,開發人員再次達成了應該使用該算法的共識,而實施的時間表仍不清楚。在討論算法時,開發人員主要爭論ProgPoW將如何有效地降低ASIC的效率優勢。[2019/3/18]
二、為什么會有貨幣?
在交易行為中,交易雙方都免不了要判斷對手所供商品或服務的費用,而在判斷商品質量過程中付出的交易費用,我們稱為“判質費用”。
當人們已經決定要相互交易,為什么有某種雙方都接受的商品會更好?這種商品要具備什么條件?
很快你便會意識到,這基本上與“締約費用”無關,采用彼此都喜歡的某種商品并不能改變締約費用;與“信息費用”的關系也沒有那么密切,因為形成了大規模的市場后,貨幣作為一種商品,其信息費用跟其它商品相比可能不會差別太大。
金色財經現場報道 EOSpace.ioc創始人王赟明:古典創業就是POW 區塊鏈行業更適合孵化器的運營方式:金色財經現場報道,在GBLS全球無眠區塊鏈大會上,EOSpace.io的創始人、納斯達克上市公司窩窩團創始人王赟明表示,古典創業實際上就是POW機制:很多團隊成員把初心都從“解決需求”變成了“上市”。每個IPO的背后意味著同一個賽道上很多團隊倒下了。這跟區塊鏈的POW機制非常相似,每個挖礦成功的背后都有大量的電力被浪費掉了。而區塊鏈更適合孵化器的運營方式。大家按興趣、資源、能力等算力換取每個項目的Token。同時還可以獲取類似于EOP這樣底層的孵化器Token激勵。這既可以降低創業的風險,又提高了項目的成功概率,減少算力的浪費。王赟明表示,EOSpace將采用“實驗室”的孵化方式,改變基于股權的生產關系,完全解放參與者的個人生產力。[2018/6/6]
因此,關鍵在于“判質費用”。即,如果雙方以物換物,雙方都必須付出許多成本來判定對手給的東西的質量,有時候這種質量檢驗是消耗性的,但也許存在某種商品,其質量的變化幅度很小、很容易檢驗出其質量,那么大家可以很容易拿這種東西來交易,至少其中一方不用付出那么多的判質費用了。又因為不同商品的判質費用不同,故適合用作貨幣的優勢也不同。
PowerLedger和日本第二大電廠合作:PowerLedger(POWR)和日本第二大電廠合作,雙方將在日本進行點對點可再生能源交易試點。[2018/4/24]
人類歷史上出現過無數種貨幣:黃金、白銀、石頭、甚至香煙、雞蛋;但所有這些貨幣在相應的社會中都有明確的特征:在一定科技條件下,它們的判質費用是最低的,黃金和白銀只有純度這一個維度,并且檢驗費用很低,熔化即可;美國產的香煙都是標準化產品,因此在戰后德國某段時間被民間用作貨幣。
這就是產權經濟學大師阿爾欽的洞見。
三、PoW與PoS的真正區別
密碼學貨幣不是金屬,沒有物理實體,因此也沒有了“純度”的概念,不過,因為區塊鏈的公開賬本屬性,UTXO倒是有個“干凈度”的概念——有些比特幣曾經流入黑市,有些人可能介意。
還沒完。如上所述,重點并不在于質量,而在于判質費用的高低。因此,并不是安全性的高低決定了哪種分布式賬本適合承載貨幣,而是判定賬本安全性的費用決定了它們的Moneyness。
而在PoS中,至少就我所知,沒有能夠如此簡單檢驗賬本安全性的方法:
在非質押型PoS系統中,對出塊合法性的校驗依賴于狀態數據,因為只有狀態數據才能告訴你哪一刻哪個地址里有多少錢、TA到底能不能出塊,但是每出一次塊都會多一部分狀態數據;在最糟糕的情況下,這種困難性可以使PoS完全失去抗女巫的作用;
在質押型PoS系統中,出塊過程是驗證者經由“發起-預投-投票”來完成的,而驗證賬本安全性中也必然有一步是校驗驗證者的簽名。而且,無論聚不聚合簽名,驗證所需的計算量都很難降下來。
客觀來說,我在此比較的都是我看到的PoS系統,并不能演繹地推導出PoW一定比PoS做得更好,只能證明現在部分PoW比部分PoS要好,但能走到這一點我也就心滿意足了,我也沒有意愿討論現在還不存在的解決方案。
四、“計算-驗證非對稱性”
“計算-驗證非對稱性”是指在某一類數學問題中,求出具體的解,與驗證該解是不是一個解,所需付出的計算量是不一樣的。我在這里談的是“難于計算、易于驗證”這種類型的非對稱性。
但如果是一個數獨謎題的話,你要算出一個數獨謎題的解要花很多功夫,但驗證起來極其簡單,這是非對稱的。
在比特幣的PoW算法中,計算-驗證非對稱性非常強:無論安全性如何上升,驗證的成本都不變。
但在我們現在看到的PoS方案中,這一點并不明顯。因為簽名并不比驗簽更難,相反,在有些算法中,驗簽甚至比簽名還要難,它是“易于計算、難于驗證”!
在限制了驗證者數量的PoS系統中,可以說這種驗證成本是有上限的,但在沒有限制驗證者數量的PoS系統中,驗證的成本會隨著驗證者數量的上升而上升,即驗證效率與出塊權的去中心化發生了沖突。
只要協議發了錢,人們總是要投入資源來競爭的;既然這樣可以買到安全性,那我可以好好挑一挑,到此用哪種資源來提供安全性;另一方面,要出塊就總是需要驗證,或者說,驗證才能真正約束出塊者的行為,那就選驗證成本低的吧;最后,既然驗證的需求長期存在,不如想一種辦法讓驗證的成本始終很低,這樣才能更好地容納安全性的增長。
五、Crypto-economics
我一直很反對給economics加前綴,雖然經濟學作為一門社會科學,關于研究方法的爭論吵過很長時間,但在我看來,這種爭論早已有了結果,平時說某某經濟學,只是方便交流而已。
同樣地,我也不太喜歡“Crypto-economics”一詞,但同時我也認為,如果這個詞真的有意義的話,我目前了解到的觀念鮮少夠得上這個詞應有的規格,因為大多數時候,討論Crypto-economics的人經濟學都不怎么好。
比如,PoW和PoS,在密碼學中是抗女巫機制,但在經濟學視角下,它是安全資源,是系統的安全性的來源。而驗證,在密碼學視角下是對證明者的挑戰,但在經濟學視角下就成了判質過程,這個過程所需付出的代價就是判質費用。等等。
六、結語
綜上,我認為,PoS作為一種抗女巫機制是可行的,只不過它所要求的共識算法可能會更復雜一些;但如果我們從Moneyness角度出發,我們會發現PoW貨幣在判質費用上更低,而且因為一些技術屬性使得我們可以相信它會長期保持比較低的水平;而PoS系統至少就目前為止,沒有出現可媲美PoW的低驗證費用,甚至其驗證費用還會上升。
參考文獻:
https://book.douban.com/subject/26841560
https://mp.weixin.qq.com/s/NSrxuU9tL7GIXUGtF4zAaw
https://ethfans.org/posts/fake-stake-attacks-on-chain-based-proof-of-stake-cryptocurrencies
https://ethfans.org/posts/bls-signatures-better-than-schnorr
作者:阿劍@ETHfans
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