以太坊合并：V神——为什么以太坊会选择PoS？

今日，其实就是9月15日，以太币将产生其在历史上最大的一个协议书更新——The Merge，完毕之后，共识机制可从POW转为POS。在这样一个开心的日子，小编为大伙儿回味无穷V神在2020年推特公布的一篇名叫《Why Proof of Stake（Nov 2020）》的帖子。V 神觉得， PoS （权益证明）共识机制中的区块链网络， 比PoW （工作量证明）更方便，遭遇攻击的防御措施比后面一种更加完善，且参加检验的门坎变低。
为什么要选择 Proof of Stake (PoS)?
相比 PoW（工作量证明）共识机制，PoS是一种更优质的区块链安全体制，主要包括三个缘故：
1. PoS 在同样的成本下更方便
简单的较为办法就是将二者并排，看一下每天每 $1 的区块链奖励下攻击一个互联网的成本多少钱。
- 根据 GPU 挖币的 PoW
租赁 GPU 是很便宜的，因此攻击互联网的成本仅仅能租到充足的 GPU 超过目前矿工的成本。每 $1 的出块奖励，目前矿工应当耗费 $1 左右成本（假如耗费得多，矿工会因徒劳无益而撤出；假如耗费减少了，一个新的矿工能够加入其中，得到巨额盈利）。因而，攻击互联网只需每日临时耗费超出 $1 ，并且只需几小时。
攻击总成本：约 $0.26 (假定攻击期为6钟头)，伴随着攻击者得到出块奖励，有可能会降到零。
- 根据 ASIC 处理芯片挖币的 PoW
ASIC 处理芯片是一种资产成本，能够预估他在损坏、或者被更加好的硬件配置取代以前还可以用 2 年之后。假如一条链遭受 51% 攻击，小区很有可能会根据更改 PoW 的优化算法来面对，这般 ASIC 处理芯片将丧失使用价值。均值而言，挖币约 1/3 的不断成本和 2/3 资金成本。因而，每天每$1 的出块奖励，矿工将耗费约$0.33 的水电费 维护费用，也有约$0.67 的 ASIC 成本。假定一个 ASIC 处理芯片的使用寿命大约为 2 年，那样矿工必须在该的数量 ASIC 硬件配置上耗费 $486.67 。
攻击总成本：$ 486.67（ASIC） $0.08（水电费 维修费用）=$ 486.75
不但应用 ASIC 处理芯片挖币的 PoW 中攻击成本上升了，给予这类高成本攻击预防的前提下促使全部互联网趋向去中心化，由于矿工添加准入门槛也上升了。

- 权益证明PoS
权益证明中范围内是资产成本（存进的币），唯一的经营成本是运作节点的成本。如今，大伙儿想要锁住是多少资产来获取每日 $1 的奖励呢？和应用 ASIC 不一样的是，存进的币不会产生折旧费，当质押贷款结束后，通过短暂等待期就能够取回来质押贷款的币。因而，参加者应当能够为一样的数量奖励付款更高资产成本。
大家假定，约 15% 的收益率足够鼓励大家去下注（这便是以太币 2.0 的预期回报率）。那样，每日$1 的奖励将吸引住 6.667 年储蓄收益，即$2433。一个节点的硬件配置和水电费成本非常少，而一台千元电脑的成本可实现质押贷款几十万元美金资金，每月约$100 的水电费和上网费足够达到这种要求。但保守说，这种不断成本占据了质押贷款总成本的 10% 上下，所以平时仅有约$0.9 的奖励，最后对应着资产成本，因此需要把上边的数据信息降低约 10% 。
攻击总成本：$0.9每日*6.667年= $2189
长远来看，伴随着质押率的提升，这一成本预估更高一些。我本人预估这个数最终都会上升到了 $10000 上下。
保持这类安全管理体系唯一的“成本”仅仅取决于下注中的财产不具备流通性。乃至可能出现这种情况：群众知道这些财产也被锁上也会导致币价升高，因此在社区里漂浮着提前准备来投资的资金总量保持一致! 但在 PoW 中，保持的共识的“成本”是耗费大量电力工程。
- 安全系数更高一些或是成本变低？
主要有两种方式能够在低成本中获得 5-20 倍安全性增益值。一种是维持出块奖励不会改变，从提升安全系数中获利；另一种是规模性降低出块奖励（从而降低共识机制的“消耗”），保持安全水准不会改变。
两种形式都能够。我本人偏重于后面一种，只要我们在上面会看见，在权益证明中，即便是成功的攻击都比工作量证明的攻击伤害要小得多，也很容易修复的多!
2. 在PoS共识机制下，遭受攻击比较容易修复。
在 PoW 网络里，假如你链遭受链 51% 攻击，我都能干什么？到现在为止，在实践中唯一的应对策略便是 “直到攻击者积极撤消攻击”。但是这忽视了一种更可怕的攻击概率，这类攻击称为生卵营攻击（Pawn Camping Attack），攻击者一次又一次地开展攻击，目地非常明确，是为了使成条链麻痹。
在一个根据 GPU 的系统中，没有防御措施，一个持续性的攻击的人可以轻而易举的使成条链永久性麻痹（或是转换到 PoS 或 PoA ）。实际上，在开展攻击的几天之后，攻击者成本很有可能降到极低，由于负责任的矿工不能在被攻击的链中获得出块奖励，进而撤出。
在根据 ASIC 的软件中，小区能够解决第一次攻击，但随后又变得无计可施。最先小区可以通过硬分叉更改 PoW 优化算法来面对第一次攻击，同时将全部 ASIC （攻击者和诚信矿工的）“锁住”。那如果攻击者想要承担这最初花费，在此之后状况便会恢复正常与 GPU 的现象一样（如果没有充足的时间来搭建和为 ASIC 派发新优化算法），因此攻击的人可以廉价地再次生卵营攻击，这是在所难免的。
只不过在 PoS 的情形下会好一些。对于有些类别的 51% 攻击（尤其是回退最终决定的区块链），在权益证明中有一个内嵌的“处罚（Slashing）”体制，通过这些体制，攻击者绝大多数股份（并不包含别人的）要被全自动消毁。对于一般难以找到的攻击（51%的同盟核查- A 51% coalition censoring everyone else），小区还可以在极少数用户激活的软分叉（UASF）中进行融洽，攻击者资产又被绝大多数消毁（在Ethereum中，这也是根据 “Inactivity Leak Mechanism” 完成）。不用很明确的 “硬分叉贷币清除”，除开规定在 UASF 上融洽挑选极少数区块链外，其他全是自动，只应该按照协议书标准实行就可以。
因而，第一次攻击该链将导致攻击者损害数百万美元，而小区将于几天里恢复过来。第二次攻击依然会让攻击者损害数百万美元, 因为我们需要买新加坡币来更换被清理的旧币，而第三次往往会耗费更多成本。这游戏是不对称的，对攻击者很不利。
3. 对比 ASIC，PoS 更为区块链技术。
根据 GPU 挖币的 PoW 是有效区块链技术的，得到一个 GPU 其实并不难。但根据 GPU 的挖币在他们前面提到的 “安全系数 “规范上基本上不过关。而根据 ASIC 的挖币，就需要几百万美元资金方可进入（假如你从别人那边选购 ASIC，大部分时候，挖矿机生产公司的盈利要更加多）。
也是最常见的 “权益证明代表着有钱人更富有 “论点论据的标准答案。ASIC 的挖币则意味着有钱人更富有，并且这游戏仅限于有钱人。起码在 PoS 中，质押贷款所需要的最少额度非常低，许多平常人都可以承担。
此外，PoS 更耐核查。GPU 和 ASIC 挖币全是很容易被找到的：他们需要大量电力消耗、昂贵硬件采购和大型仓库。而 PoS 则可在一台不知名的笔记本电脑上进行，乃至能通过 VPN 进行。
PoW的优点
我觉得 PoW 有两种真真正正优点，虽然我觉得这种优点很欠缺。
1. PoS 更像是一个 “密闭的系统软件”，资本集中化必须很长一段时间。
在 PoS 中，假如你有一些币，你能质押贷款他们获得更多奖励。在 PoW 中，你能不断获得大量奖励，但是你需要大量外部资源。因而，大家可以这么说从长远来看，PoS 中币的分派有可能会变得更加集中化。
在 PoS 中普遍存在的奖励（认证人收益）比较低；在以太币 2.0 中，大家预估每一年的认证人奖励等同于 ETH 总的供给量约 0.5-2% ，而认证人越大，贷款利息就会越低。因而，集中可能还需要一个多新世纪的时间也才可以翻番，而在这种时域和频域上，其他的工作压力（大家要想掏钱、将钱分给慈善组织或儿女中间等）很有可能会占有主导性。
2. PoS必须 “弱主观（weak subjectivity）”， PoW一般不必须
有关 “弱主体作用 “这个概念，（可以看V神的全文详细介绍）。实质上，当一个连接点第一次发布，或其他一个结点在线下很长一段时间（即好几个月）后发布时，该连接点务必找到一些第三方由来来决定正确链头。这也许就是他们的好朋友、交易中心、区块链网页搜索、移动端开发者这些。但 PoW 没有那个规定。
可以这么说这样的要求非常容易完成，客户必须在一定程度上信赖移动端开发者或小区所提供具体内容。最少，客户必须坚信有些人（一般是移动端开发者）来跟他们说协议是什么，及其协议的一切升级。这一点在一切应用软件里都是在所难免的。因而，PoS 所产生的边界附加信赖规定还是十分低。
就算此中很有可能同样存在一定风险性，但我依然坚信PoS互联网有着远高于于 PoW互联网效率及其恢复力。

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