EFI:Vitalik：以太坊从PoW转向PoS的三大关键原因_ASI

译者前言：在以太坊2.0存款合约正式发布之后，以太坊朝着PoS系统的转变迈出了一大步，而以太坊联合创始人VitalikButerin在其新发表的文章中，总结了以太坊从当前的PoW系统切换到PoS系统的理由，在他看来，在相同成本条件下，PoS提供了更好的安全性，从而可以抵御潜在的攻击，此外，PoS系统在遭受攻击后能够更快恢复，而最后一个优势，则是PoS相对于ASIC挖矿更去中心化，尽管如此，Vitalik也提到了PoW系统可能存在的两大优势，但这些优势仍不足以让以太坊停留在PoW系统。

与工作量证明共识机制相比，权益证明是一种更优越的区块链安全机制，主要原因有三：

1、在相同成本条件下，PoS提供了更好的安全性

最简单的方法，就是把PoW和PoS放在一起，看看在区块奖励为每天1美元的网络中，进行一次攻击的成本。

基于GPU的工作量证明

Vitalik：决定向COVID研究项目再投入1亿美元赠款:6月9日消息，以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 在社交媒体发文表示，在与 Polygon 联合创始人 Sandeep Nailwal 讨论后得出结论，决定向 COVID 研究项目再投入 1 亿美元赠款。其中，CryptoRelief 基金会出资 9000 万枚 USDC，我本人出资 1000 万美元。期待我们的团队持续合作，长期 COVID 研究仍是主要关注点。[2023/6/9 21:24:45]

你可以便宜地租用GPU，所以攻击网络的成本只是租用足够的GPU功率以超过现有的矿工成本。对于每1美元的区块奖励，现有矿工的成本支出应接近1美元。因此，攻击网络的花费并不会很高，而且只需要进行几个小时的时间。

总攻击成本：假设进行6小时的攻击，大约为0.26美元，当攻击者获得区块奖励时，有可能降低为零。

基于ASIC的工作量证明

ASIC是一种资本成本：当你买了一台ASIC矿机，你就可以期望它能在2年内使用，直到它磨损或被更新、更好的硬件淘汰。如果一条区块链受到51%攻击，社区可能会通过更改PoW算法来响应，而你的ASIC矿机就会失去其价值。平均而言，在挖矿成本当中，持续成本约占1/3，资本成本约为2/3（请参阅这篇

Reflexivity创始人：多个DCG相关币种正被大幅抛售:12月17日消息，加密货币分析机构Reflexivity Research的创始人Will Clemente发推称，多个与DCG相关的加密货币（FIL、ZEN、ETC、NEAR等等）昨晚均遭到大幅抛售，怀疑抛压来自于DCG本身。CHEV合伙人Adam Cochran也表示，从具体某些山寨币的跌幅以及成交量来看，DCG似乎正在清算。

行情数据显示，FIL暂报3.11美元，24 小时内跌幅18.97%，凌晨最低一度触及2.419美元，最大跌幅超40%。[2022/12/17 21:50:00]

文章）。因此，对于每天1美元的区块奖励，矿工们将花费大约0.33美元/天的电力+维护费用以及约0.67美元/天的ASIC矿机费用。假设一台ASIC矿机的使用寿命为2年，那么一个矿工将需要花费486.67美元来购买这样的ASIC硬件。

则攻击总成本为：486.67美元+0.08美元=486.75美元。

而随着加入的门槛越来越高，ASIC以较高的中心化成本提供了更高级别的安全。

Vitalik Buterin：开发人员还不知道“Merge + surge + verge + purge + splurge”的执行顺序:金色财经报道，以太坊联合创始人“V神” Vitalik Buterin 今日在社交媒体上发文称“Merge + surge + verge + purge + splurge”不是5个阶段，而是会并行发生。在回应加密社区质疑“合并后不会立即发生所有事情”的问题时，Vitalik Buterin 进一步解释说，这一切都是同时发生，实际的部署会在单独的硬分叉进行，但是不同的团队正在并行完成工作，在某些情况下，开发人员甚至还不知道事情的执行顺序。[2022/7/26 2:38:57]

权益证明

PoS几乎完全是资本成本，唯一的运营成本是运行一个节点的成本。现在，人们愿意锁定多少资金来获得每天1美元的奖励？与ASIC矿机不同的是，存入的币不会折旧，当你完成质押后，你可以在短时间延迟内将币取回。因此，参与者应该愿意为同样数量的奖励支付更高的资本成本。

假设15%的回报率足以激励人们投资，那么每天1美元的奖励，将吸引6.667年的存款，或大约2433美元。而一个节点的硬件和电力成本都很小，一台1000美元的计算机就可以质押数十万美元的存款，而每月大约100美元就足以支付电力和互联网成本。我们可以保守地说，这些持续成本约占总投资成本的10%，也就是说，我们每天只有0.9美元的回报最终对应于资本成本，因此我们需要将上述数字削减约10%。

动态 | EOS的Activity指数以47,221,545排名第一:据blocktivity.info数据，截止北京时间18年12月08日11点00分 ，区块链活跃度指数排名前五名分别为：EOS，WAX，TRON，BitShares，Kin。其中EOS的Activity指数为47,221,545，排名第1。Activity指数为最近24小时内在区块链上执行的操作数量。[2018/12/8]

则攻击总成本为：0.90美元/每天*2433.455天=2189美元

从长远来看，这一成本预计会更高，因为Staking会变得更有效，人们对较低的回报率也会感到满意。我个人预计，这个数字最终会上升到1万美元左右。

请注意，获得这种高安全级别的唯一“代价”，是在你Staking时无法随意移动币所带来的不便。甚至有可能是因为公众知道这些币都被锁定了，从而导致币的价值上升，所以在社区里流动、准备进行生产性投资等的货币总量保持不变！而在PoW中，保持共识的“代价”，是真实的电力被疯狂地消耗。

更高的安全性还是更低的成本？

动态 | Vitalik Buterin在layer2解决方案中加入SNARK:上周，以太坊核心开发者Schoedon表示，以太坊网络已经超负荷，Dapp开发者应该在其他链上建设。Vitalik Buterin不同意这一观点，他认为大多数Dapps并不是针对Gas进行优化的，而且行业内的竞争将“推动”次优Dapps。他还强调了layer2解决方案的重要性和前景，并在Ethresear.ch上发布了一个潜在的使SNARK-utilizing分叉解决方案来支持他的论点。[2018/9/25]

请注意，有两种方法可以提高系统5-20倍的安全性与代价比，一个是保持区块奖励不变，但增加安全性。另一种方法是大幅减少区块奖励，并保持安全级别不变。

两种方法都是ok的，我个人更喜欢后一种，因为正如我们将在下面看到的，在权益证明中，即使是成功的攻击，其危害也要比工作量证明的攻击小得多，并且恢复也更容易。

2、权益证明系统遭受攻击后更容易恢复

在一个PoW系统中，如果你的区块链遭受了51%攻击，你会怎么做？截至目前，实践中唯一的回应就是“等攻击者厌烦”。但这忽略了一种更为危险的攻击可能性，这种攻击被称为“覆巢攻击”，意思就是攻击者一次又一次地攻击区块链，目标就是让区块链变得无用。

在一个基于GPU挖矿的系统中，这是没有办法防御的，持续的攻击者很容易能让一条区块链永久地无用。事实上，在最初的几天之后，攻击者的成本可能会变得非常低，因为诚实的矿工将会退出。

而在一个基于ASIC挖矿的系统中，社区可以对第一次攻击做出响应，但这实际上也是一种攻击，社区需要通过一次硬分叉来改变PoW算法来应对第一次攻击，从而“阻挡”所有的ASIC。但是，如果攻击者愿意承受最初的代价，那么在这之后，情况又回到了GPU的情况，因此这种情况下，攻击者仍然可以廉价地继续执行覆巢攻击。

然而，在PoS的情况下，情况就要好得多，对于某些类型的51%攻击，在PoS共识证明系统中有一个内置的“罚没”机制，通过该机制，攻击者的大部分质押权益会自动销毁。对于其他更难检测到的攻击，社区可以协调一次少数用户激活软分叉，在这种情况下，攻击者的资金再次被大量销毁。这不需要“销毁币的硬分叉”，除了需要在UASF上协调以选择少数区块之外，其他一切都是自动化的，只需简单遵循协议规则。

因此，第一次攻击区块链将使攻击者损失数百万美元，而社区将在几天内恢复元气。而第二次攻击区块链，仍然会让攻击者损失数百万美元，因为他们需要购买新的币来替代已被销毁的旧币。同样的，第三次、第四次……都需要花费攻击者数百万美元的成本，这场比赛是非常不对称的，它不利于攻击者。

3、权益证明比ASIC挖矿更去中心化

基于GPU的工作量证明被认为是合理去中心化的，但是基于GPU的挖矿，在很大程度上不符合我们前面我们提到的防范攻击的安全标准。另一方面，基于ASIC的挖矿需要数百万美元的资本才能进入。

这也是对常见的“PoS导致富人越富”论点的正确回应：ASIC挖矿也意味着富人越富，而这场博弈更是向富人倾斜的。至少在PoS系统中，所需的最低质押金额是相当低的，而且很多普通人都能实现。

此外，PoS共识证明更具抗审查性，GPU挖矿和ASIC挖矿都非常容易检测到：它们需要大量的电力消耗、昂贵的硬件采购以及大型场地，相比之下，PoS的staking可以在不起眼的笔记本电脑上，甚至通过V.P.N来完成。

PoW可能存在的优点

我认为PoW有两个主要的真正优势，尽管在我看来，这些优势也相当有限。

1、PoS系统更像是一个“封闭”系统，这导致长期来看，系统的财富集中度会更高

在PoS系统中，如果你有一些币，你可以选择质押它们，然后得到更多的币。而在PoW系统中，你总是可以赚取更多的币，但你需要一些外部资源来做到这一点。因此，有人可能会争辩说，从长期来看，PoS系统的代币分配可能会越来越中心化。

对此，我看到的主要回应是，在PoS中，总体奖励将会相当低，在以太坊2.0中，我们预计验证者年化总收入相当于ETH总供应量的0.5-2%。并且参与staking的验证者越多，其得到的收益就越少。因此要让币的集中度翻倍，可能需要花上一个多世纪的时间，而在这样的时间范围里，其他压力可能会占主导地位。

2、PoS需要“弱主观性”，而PoW则不需要

有关“弱主观性”概念的最初介绍，请参见

此处。本质上，当一个节点首次上线以及它在很长一段时间脱机后的任何后续时间，该节点必须找到一些第三方资源来确定正确的区块链。这可以是他们的朋友，可能是交易所或区块链浏览器网站、客户端开发者或者其他参与者，而PoW则没有这个要求。

然而，这可以说是一个非常弱的要求。实际上，用户已经需要在这种程度上信任客户端开发者或社区。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需要的边际附加信任要求仍然很低。

但是，即使这些风险确实很大，但在我看来，相对于PoS系统从其更高的效率，以及更好地处理和从攻击中恢复的能力中获得的巨大收益来说，都是次要的。

另请参阅我之前撰写的关于PoS共识机制的文章。

ProofofStakeFAQ

AProofofStakeDesignPhilosophy

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