【币范·外刊】PoS比PoW优越的三个核心（202011更新）

本文作者：BITALIK BUTERIN
原文链接:Why Proof of Stake (Nov 2020)
发布时间：2020年11月6日
阅读时间：5分钟
译者作者：币范

币范：POS与POW之争由来已久，为什么ETH2.0坚持走POS路线，为什么Nervos坚持POW不妥协。在区块链这个新世界，任何尝试探索都试图照亮前方。对与错，交给时间来证明。

以下是原文翻译：

为什么说POS在区块链安全领域比POW优越呢，有以下三个关键原因。

相同攻击成本下，PoS更安全

最简单的方法就是，比PoS和PoW放在一起，然后看一下每天1美元的区块奖励攻击一个网络的成本是多少。

基于 GPU的工作证明

你可以很便宜地租用 GPU，所以攻击网络的成本就是租用足够的 GPU 来超过现有矿工。对于每1美元的区块奖励，现有的矿工的成本应该接近1美元(如果他们成本超出，矿工将无利可图而退出，如果成本太低，新的矿工可以加入最终拉平利润)。因此，攻击网络只需要每天花费超过1美元，而且只需要几个小时。

攻击总成本: 0.26美元(假设为6小时攻击) ，有可能减少到零，因为攻击者还会收到区块奖励

ASIC-based proof of work

基于 asic 的工作证明

ASIC 是一种资本成本: 你只需购买一次 ASIC，你可以在更新或淘汰之前使用2年的时间。如果一个链收到了51%攻击 ，社区很可能会通过改变 PoW 算法来防御，你的 ASIC 就会失去价值。平均而言，采矿是 1/3的持续成本和-2/3的资本成本。因此，每天每1美元的奖励，矿工将花费约0.33美元电力 +0.67美元ASIC的维护成本。假设一个 ASIC 可以使用大约两年，那么矿工需要在ASIC硬件上花费486.67美元。

攻击总成本: 486.67美元(asic设备) + 0.08美元(电费 + 维护费) = 486.75美元

不过我们需要注意，ASICs这种高度的安全级别的防御要需要大量的成本，因此加入门槛比较高。

PoS工作证明

PoS几乎完全是资本成本(锁定代币) ; 唯一的运营成本是运行一个节点的成本。那么，人们愿意锁定多少资本来获得每天1美元的回报呢？不像 ASICs，存入的代币不会贬值，你可以在短时间内拿回你的Token。因此，参与者应该愿意为同等数量的回报支付高得多的资本成本。

让我们假设15% 的回报率足以激励人们进行锁仓(这是预期的 ETH2.0的回报率)。然后，每天1美元的奖励，也就是一年365美金，只需要6.67年锁定2433美金。运行一个节点的硬件和电力成本很低，1000刀的普通计算机可以存入数十万美元的押金，每个月100美元的电费和网费足够支持了。保守地说，我们可以说这些后续成本是STAKE总成本的10% ，所以我们每天只有0.9美元的回报。

攻击总成本: 每天0.90美元 * 6.667年 = 2189美元

从长远来看，随着STAKE变得更有效率，就算回报率适当降低人们也愿意接受。较低的回报率感到满意，个人预计这个数字最终会上升到10000美元左右。

请注意，这种高安全的唯一的“代价”就是你的代币需要锁定，不能随时随地的流通。当大家知道这些币都进行锁仓后，会拉升币价。但是，在PoW机制中，维持共识的“代价”是消耗掉了大量的电力成本。

更高的安全性还是更低的成本？

我们注意到，有2种方法可以使用5-20倍的安全成本收益。
一种是保持出块奖励不变，从增加的安全性中获益。另一种方法是大幅减少区块奖励，并保持安全级别不变。

两种方式都可以。我个人更喜欢后者，因为在PoS中，即使是成功的攻击也比PoW的攻击伤害小得多。

PoS更容易从攻击中恢复

在PoW系统中，如果受到51% 的攻击，你会怎么做？到目前为止，实践中唯一的反应就是“等到攻击者停下了再说”。但如果攻击者一遍又一遍的持久攻击，怎么办呢。

在基于 GPU的系统中是没有防御措施的，持久攻击可能使链永久无效(或者更现实地说，切换到股权证明或权威证明)。事实上，在最初的几天之后，攻击者的成本会变得非常低，因为许多矿工因为攻击无法获得奖励因此会退出。

在基于Asic的系统中，社区可以对第一次攻击作出响应。社区将通过硬分叉来应对第一次攻击，从而改变PoW算法，从而“bricking”所有asic(攻击者和正常矿工的)但如果攻击者愿意承受最初的代价，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构建和分发asic)，因此攻击者可以从那低成本的进行攻击。

然而，在 PoS 机制中，情况要好得多。对于某些特定类型的51% 攻击，有PoS中有一个内置的“削减”机制来，通过这个机制，攻击者的大部分权益(而不是其他任何人的权益)可以被自动销毁。对于其他更难检测的攻击，社区可以通过软分叉(UASF)上进行协调，在这种情况下，攻击者的资金再次被大量销毁。

因此，第一次攻击将花费攻击者数百万美元，而社区将在几天内恢复正常。第二次攻击仍将花费攻击者数百万美元，因为他们需要购买新代币。第三次…花费了数百万美元。这个游戏是非常不对称的，而且对攻击者不利。 H

PoS比ASICs 更去中心化

基于 GPU 的工作证明是去中心化的，但是获取GPU并不是。基于 ASIC 的挖矿需要数百万美元的资金。

这也是常见的“PoS意味着富人变得更富”争论不休的一个的正确解释:ASIC采矿也意味着富人变得更富，而且游戏对富人更有利。至少在PoS中，STAKE的最低要求是相当低的，很多普通人都能买到。

此外，PoS更具审查抵抗性。GPU挖矿和ASIC挖矿都很容易检测:它们都需要大量的电力消耗、硬件购买和大型仓库。另一方面，PoS交易可以在不起眼的笔记本电脑上完成，甚至通过***。

PoW一些有限的优势

我看到 PoW 有两个主要的真正优势，尽管我认为这些优势相当有限。

PoS更像是一个“封闭系统” ，从长远来看会导致更高程度的财富集中

在PoS机制中，如果你持有一些代币，你可以STAKE并且获取更所代币。在PoW中，你可以赚到更太多代币，但你需要一些外部资源付出代价才可以。因此，有人可能会说，从长远来看，PoS有可能变得越来越集中。

对此，我看到的回应很简单，在PoS中，通常的奖励会很低;在eth2.0中，我们预计奖励相当于ETH总供应量的0.5-2%。STAKE越多，利率就越低。因此，想通过这个实现翻番需要一个世纪。在这么长的时间维度上，各种其他因素（如消费，提现，遗产，捐赠等用途）会导致人们提现。

PoS需要“弱主观性”，PoW则不需要

这里有“弱主观性”概念的原始介绍。本质上，一个节点第一次上线，以及在离线很长一段时间后的任何后续时间上线。该节点必须确定正确的链头。这可能是他们的朋友，也可能是exchange和block explorer站点，客户端开发人员自己，或许多其他参与者。PoW没有这个要求。

然而，可以说这是一个非常弱的要求;事实上，用户需要在一定程度上信任客户端开发者和/或“社区”。至少，用户需要信任某人(通常是客户端开发人员)来告诉他们协议是什么，以及对协议进行了哪些更新。这在任何软件应用程序中都是不可避免的。因此，PoS的边际额外信任要求仍然很低。

但是，即使这些风险确实存在，在我看来，但是比起PoS系统的高效和攻击回复的速度，后者带来的好处要大得多。

参考：这就是我关于PoS和PoW的观点

本文仅做视角拓展，不带表币范立场。

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编译者/作者：币范

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