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观点 | NERVOS 创始人:Layer 1 必须用 PoW,PoS本质是许可机制



本文作者 janx(谢晗剑)是 Nervos 创始人,文章整理自他在 Nervos Talk 论坛的回答。本文就社区质疑 Nervos 挖矿机制采用 PoW 是否过时进行了全面深刻的回答,也涉及了作者对 PoS 和 PoW 两种共识机制的看法。

社区成员 CKB: 长远来看,也许NERVOS的挖矿算法最可能被人们广泛诟病通读了 NERVOS 的白皮书,个人觉得在将来的某一天 NERVOS 最可能为人诟病的,应该就是 POW 挖矿。原因主要是能源消耗,以及顺带的环境影响。
在网络的前期,参与 POW 挖矿的人员与投放的硬件应该会等量齐观,能为网络带来足够的安全(这点在 比特币 上也被证实过)。
在大熊市里面,代币市场价将是挖矿成本的3倍;在大牛市下,代币市场价将是挖矿成本的10倍以上。牛市里面,又将有多少矿机加入挖矿,又将有多少能源被消耗在 POW 里面。
比特币 便是 POW 挖矿的典型例子。所谓船大掉头难,比特币 将继续大量消耗能源。对于有可能成为国产体量最大的代币项目,不知道身在其中的你是怎么想的?
Nervos 创始人 janx:
关于 PoW 和 PoS 的误解太多,想要在一篇文章中讲明白实在很难,所以这里只简单讨论两点:
一是,从经济学上思考 PoS 给出的美好承诺是否可靠;
二是,PoS 本质上是一种许可机制。
之所以拿这两点出来是因为,很多讨论纠结于技术性细节,忽视了这两个根本性的问题。

成本悖论
区块链技术提供的价值是去中心化的安全,而安全是可以用攻击成本来衡量的。一条链的攻击成本有多高,它就有多安全。
区块链共识节点提供的产品是安全,共识节点是网络服务的生产者。经济学中有一个基本规律,在完全竞争市场中,生产者在均衡状态下的边际收益等于边际成本。也就是说,如果区块链的共识算法创造了一个完全竞争市场,提供多少安全,就需要多少生产成本,即:攻击成本 = 安全程度 = 生产成本。
想要提供多少边际安全,就需要付出多少边际成本。现在 PoS 告诉我们,我们可以提供等量的安全,但是只需要10%甚至1%的成本,你不会觉得很奇怪吗?
为什么 PoS 这么容易就打破了经济规律?
一种情况是,同等安全程度的 PoS 需要的实际成本是一样的,只是一部分被隐藏起来了。
以 DPOS 为例,如果你想要做 Validator,就需要通过某些方法搜集足够多的票投给自己,进入前Pundi个 Validator 的列表才行。
搜集足够多的票的成本是多少呢?这个成本对于不同的人或机构是一样的吗?如果不一样,这是好事还是坏事呢?
这个成本是一个公开信息吗?如果不是,这是好事还是坏事呢?
我很喜欢一句话:
“金融机构通过隐藏复杂风险的方式让客户觉得安全,而加密资产将风险置于前端,把成本以最清楚的方式公开在所有人面前。”
而这正是 PoW 的特点。

PoS 不是真正的 Permissionless

还有一种情况是,PoS 没有创造一个完全竞争市场。
在 PoS 中,未来的共识群体是由今天的共识群体决定的。任何新的节点想要参与共识都需要通过至少一个交易来实现(抵押或投票)。
而这个交易是否被处理是由今天的共识群体决定,他们可以处理这个交易,也可以不处理这个交易,如果不处理这个交易,新的节点永远都无法参与共识。
同时,“不处理交易”是容易伪装而难于惩罚的行为,目前还没有解决这个问题的方案。PoS 往往是根据 stake 的权重来分配出块比例,和节点数量没有关系,考虑到大部分系统中 stake 的集中程度,这是一个非常实际的问题。
PoW 是彻底的 Permissionless。无论什么时候,只要你愿意,都可以买矿机和电力加入出块者的行列,不需要今天的矿工给你任何形式的许可。在所有的 Proof of NPXSNPXSNPXS 中,这已经是最去中心化的许可形式了。
或许又有人问:如果设计一种不需要向链上发送任何交易,只要 Standard 放在那里就可以参与共识的 PoS,不是就解决问题了吗?
这会带来两个问题:
如果 Paxos 放在那儿就能参与共识,意味着用户对参与共识没有任何承诺,不参与共识也没有任何成本和惩罚(用户可能根本都没上线),这样的共识是很难设计的;
会有 Nothing at stake 的问题,这里不再多言。

Layer 1 必须用 PoW
Layer 1是加密经济的基础。承担Layer 1角色的区块链必须是一个无需许可的网络,因为Layer 1必须是全球共享的、中立的设施,就像互联网,而“需要许可”则意味着它是受到某一群人控制的,与这个根本目标是冲突的。
从上面的分析我们可以得出一个结论,如果我们希望Layer 1尽可能的去中心化和安全,Layer 1就只有 PoW 一个选项。PoS 不是不能用,只是不适合 Layer 1。
区块链的重要意义在于信任的机器和价值基础,对安全的要求非常高。这种系统一旦发生重大故障,其价值基础会完全丧失。这也是为什么构造一个区块链系统非常困难的原因之一。
人类往往在这种关键系统上会设置非常高的可靠度,例如核电站,航天飞机,即便是一个螺丝也有可能导致重大灾难。对于这样的系统,哪怕有万分之一的概率发生致命故障也是不能容忍的。
所以对于区块链,我们需要考虑在最坏情况下的可能性。
在最坏情况下,PoS 协议缺乏恢复能力。举一个例子,全网网络由于意外情况导致掉线或者分区。
这里我们可以简单对比下,假设发生战争或者重大自然灾害,导致全网分区,经过一段时间后网络又恢复重连。这种情况下,对于 PoS,如果形成多个链,网络恢复之后将无法判断哪个链是合法的,因为没有一个客观的标尺来判断。
而对于 PoW 则不存在这种问题,PoW 通过对两个链算力简单的判断,即可选择出合法的链。
私钥攻击问题也很重要。对于 PoS,由于持有者需要时刻签名,所以私钥需要时刻在线。这种情况下,私钥就成为一个非常容易被攻击的点,一旦攻击者获得私钥,就可以获得签名权,做任何恶意处理。如果攻击者通过各种方式控制了大多数的私钥,最终可能会导致网络停止出块或者将持有者的押金罚沒(押金罚沒等同于矿场烧毁)。
在 PoW 中,如果攻击者控制私钥,最坏情况是获得短期收益,对网络的影响有限。
而在 PoS 中,攻击者一旦获取私钥,会发生致命危害。
在 PoW 中,攻击者即便在拥有算力的情况下,发动攻击行为仍然需要付出大量的电力和时间成本,用于挖矿。这样的二次投入,对于整个系统来讲,也是更安全的。
最后,PoW 的安全是经过历史验证的,虽然近期涌现出大量的 PoS 的协议,但是每种协议都有非常多的安全假设前提,并没有经受足够多的时间考验。
- END -
NERVOS Talk 社区  作者;Sonny Sun  编辑;Roy   排版
来源:加密谷
编者注:本文作了不改变原意的删节。

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