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新2手机管理端(www.22223388.com):看法 | 电力之外 —— PoS 不是救世主

admin2021-06-0745

密码学钱币圈子内外,越来越多人寄希望于权益证实(Proof-of-stake,PoS)既能为我们孝顺密码学钱币的优点、又能阻止事情量证实(Proof-ofwork,PoW)的耗能属性。这种愿望终将落空,由于 Paul Sztorc 在 2015 年就在 “nothing is cheaper than proof of work” 一文中讨论过这个问题了(中文译本)。PoS 只是混淆了成本,但不能能消除它们。在此,我想讲讲为什么 PoW 就像民主制:它是最坏的一种设施,但却是唯一能用的。

本文不讨论密码学钱币的平安性是否 “值得” 支出那么大的价值,仅关注 PoS 是不是一个有用率的方式。

最好的密码学钱币会用最廉价的设施获得平安性

要想合理地对照 PoW 和 PoS 我们需要把成本(碳足迹)和利益(区块链平安性)都思量进去。以是,我们的问题既可以是 “要想获得给定的平安性,权益证实的环境成本是否更低”,也可以是 “给定成本,权益证实能获得更高的平安性吗”?这两个问题在逻辑上是等价的。在本文中,我们会接纳第二种问法:

正义 #1:对环境最友好的密码学钱币,应该是购置平安性时效率最高的谁人。

钱币不是邪术。钱币要流通就必须有一定的平安性,而获得平安性的设施有用率之别;而效率最高的手艺,也会有最小的环境碳足迹。这是一个异常有用的思索角度,由于它让我们遐想到一条深刻的经济纪律:边际收益即是边际成本。一条区块链,破费了 X 元在平安上,那就意味着矿工会破费总计 X 元来竞争这个奖励。

正义 #2:若是一种密码学钱币购置了价值 X 元的平安性,其验证者(为获得奖励)将总计有价值 X 元的花销。

这是一条牢不能破的关于竞争的经济纪律。任何破费少于其所得的矿工,都市被那些愿意破费更多的矿工击败;而任何破费多于其所得的矿工,最终都市停业。一条区块链破费 X 元在平安上,最终总会导致矿工破费 X 元来守护这条区块链。差异类型的开支的比重可能会转变,但所有开支加起来就会是 X 元。这差异就跟一斤棉花和一斤铁一样。

电力只是一部门,不是所有

人们说 “比特币虚耗能源” 的时刻,他们的意思是需要用电来驱动生产比特币区块的挖矿装备;取笑的是,一方面,这部门能源显然不是比特币网络运行所用能源的所有,而只是一部门;另一方面,这部门又是最直接用来珍爱区块链的部门,因此是 最少 虚耗的。要周全计量比特币的碳足迹,我们也要思量硬件成本(制造和报废的成本)以及正常的商业运营的成本(要装修一个体面的办公室,还要飞来飞去加入比特币大会)。后面这两类成本更模糊,更难以估量。但要明白整个系统会造成什么影响,它们也是同样主要的。

正义 #3:要思量一个系统的碳足迹,你必须思量验证者开支的所有方面。

这三类流动,每一种都市有虚耗。比特币网络无可阻止会泛起孤块,那挖出这个孤块的能量就虚耗掉了。有些硬件造是造出来了,但运行效率没有做到优美绝伦。有些运营开销是需要的,有些则只是换个地方喝品茗。一种开支越是与验证区块链的现实事情慎密关联,它换得区块链平安性的效率越高。类似于机械在自由度更少的时刻效率会更高:多一个部件就会多一些无用功。经济系统也是同样的原理 —— 结构越多,效率越低。

举个例子:为了与某个大客户打好关系而出差,可以抽象成提高整个营业的效率,因此也对购置平安性有辅助 —— 但它的作用异常间接,而且其购置平安性的效果可能不如在电力上的一致支出。一种密码学钱币越是把平安预算直接花在电力上,其平安性就越高;越是把钱花在商业运营商,其平安性就越低。挖矿企业的 CEO 可能对于这家企业自身来说是需要的,但他们对网络的平安性孝顺不大。

正义 #4:一种开支越是与验证区块链的现实行动相关,其购置平安性的效率越高。

以是,有时刻你看到人们讨论 ASIC 1 ,以为它们松弛了一种密码学钱币对环境的影响,但现实上恰好相反。挖矿装备的专业化,使得单元硬件能发生更大的算力,也就意味着区块链的平安预算更少花在硬件上,更多花在电力上。这对效率来说是好事 —— ASIC 挖矿在基本上比传统的 CPU 挖矿要更清洁,由于 ASIC 在把能量转化为平安性的时刻效率更高(也就是更廉价)。

这也是为什么人们误解了 “空间证实(Proof-of-space)” 类的密码学钱币(好比 Chia)(它们使用内存而非盘算力来验证区块链)对环境的影响。使用硬盘作为发生平安性的稀缺资源并不能降低成本,而只是让区块链的平安预算从电力中拨出、花到了硬件上。若是你仅看电力消耗来权衡密码学钱币的碳排放,你会以为似乎我们有了伟大的提高 —— 但若是你把硬件的支出也思量进去,你会发现这是效率的大损失。

当宿天下上有许多闲置的硬盘,因此 Chia 即是是获得了一些津贴。但别指望这会永远连续下去。等到某种密码学钱币乐成把盘算机内存钱币化,GPU 上已经发生的事情就会在相关硬件领域重演一遍。更主要的是,最终这个系统会比一致规模但基于 PoW 的系统要差,由于平安预算花在了开发硬件上,而这比直接花在电力上的平安预算的效率低。

- “ Tom's Hardware 已经报道了 Chia 价钱暴涨和大容量机械硬盘的欠缺。但更严重的可能是固态硬盘(的欠缺),由于你也需要固态硬盘来制作能够塞满大硬盘的 Bram Cohen BinggoTM 卡” -

结论 #1:对环境最友好的密码学钱币,就是把平安预算花在与验证事情最慎密的事项上的币。

锁定资源也是有真实开销的真实支出

Chia 和其它使用空间证实的区块链,照样对照容易能跟 PoW 相对照的,由于你很容易想象旧硬盘塞满垃圾填埋场的情景,以是你很容易确信,它们 “真的” 对环境有影响。然则,损失资源也对环境有着真实的影响。由于这些钱可以花在碳捕捉手艺和碳效率研究,以及等等事项上。人们 “感受” 它们是免费的(没有消耗的),只是由于人类不善于思索时间价值(time-value)。若是资源真是免费的,那矿工不用支出任何价值就能获得了。

有时刻你还会看到人们主张权益证实从个体角度看也会有虚耗,但从社会角度看则是一种节约,就像 Dan Robinson 说的:

- “假设你的宗教要求你用自己的牺牲来证实你的诚意。你可以把一头牛丢进火山口,也可以把它赠给生疏人。两件事情对你来说开销都是一样大的(因此都能知足戒律要求),但第一种的社会成本更高。” -

事实正好相反。锁定资源对你小我私人来说不是虚耗,由于 PoS 的质押算法会给你抵偿 —— 这些资源没有被丢进火山,它为你赚取收益,以其他 ETH 持有者的利益为价值。锁定资源跟把它送给生疏人完全差异,由于基本就没有生疏人接手这些资金。验证者并没有 “把他们的资源平均分发给所有人”,现实上,是每小我私人都同等地为验证者的事情付了钱(形式是新挖出的 ETH)。而且,谢谢正义 #2,我们知道验证者所得的支付 正好即是 这些资金的成本。

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另一方面,锁定资源从社会角度看 就是 一种虚耗,由于这些资源不再能用来制作工厂、资助研究和做一切对社会有利的事。想想 2008 年的金融危急 —— 没有工厂被毁,也没有哪栋屋子塌了,没有任何物质资产的损失。结果仅仅是资源损失 ——但这仍然是异常异常繁重的社会价值。资源是信息累积的特殊形式,凝聚的是关于资源最优设置的信息。损失约息与损失可触可见的器械并不相同,但同样是一种损失,甚至还要更糟。

以是,谨记正义 #1 和正义 #2,PoS 和 PoW 的公正对照应该是这样的:

权益证实没有(也不能能)消除矿工的开支,只是把 PoW 系统支出在电力上的部门转成了资源开支。锁定资源的外部性,相比电力消耗的外部性若何,是庞大而玄妙的问题 —— 但糟糕的是,PoS 系统的支持者往往冒充电力是(系统运行)唯一需要支出的价值:

- 该有意误导的对照,摘自以太坊基金会博客。-

令人失望。以太坊基金会很清晰,“平均单笔生意所耗能源” 是一个完全没有意义的指标,这样使用这个数据是有意欺瞒。要害基本不在于 PoS 系统是否使用了更少的能量 —— 确实更少,但这不是所有。有意义的讨论是:消耗资源更好,照样消耗电力更好?任何支持 PoS 而不讨论资源成本的理论,都在基本上就错了。

效率对比:质押 vs. 挖矿

在 PoW/PoS 的争执中,PoS 支持者经常能占一种廉价:还从未有过完全 *** 化的权益证实系统。这也意味着,PoS 支持者们可以随便理想最终的解决方案可以何等有用率、何等优雅。已知的挖矿算法都不是完善高效的(例如存在 “自私挖矿” 问题),而且,同样没有理由信托 PoS 系统就能做到自作掩饰 —— 然则,在解决方案最终完整成型之前,PoS 支持者都不用思量验证者可能用来诱骗这个系统的 详细 战略。

耍弄系统的时机越多,平安预算与现实验证的关系就越松散。由于 “从未有人实验过真正的权益证实”,我们首先不知道平安预算能多洪水平被转化为锁定的资源,更不知道锁仓资源在天生平安性的时刻有多高效。凭证界说,PoW 是跟验证慎密耦合的,但 PoS,住手撰文直至,还没有获得完整的界说。

考察 #1:PoW 与平安性慎密耦合。但尚不清晰 PoS 能做到什么水平。

外部性:质押 vs. 挖矿

假设我们都赞成,从平安性效率的角度看,锁定资源和挖矿的效率是一样的,那就只剩下一个问题了,就是 “外部性”。这也是我以为理性讨论的人仍能对其中的权衡关系有所分歧的地方。

短期来看,PoW 系统要跟其它项目竞争使用能源,但从耐久来看,它会激励廉价能源的开发和生产,而这会逐渐降低电力的成本,给所有人带来利益(无论是金融用途照样环境珍爱)。廉价的电力也会催生新手艺和更多的生产。

权益证实在短期内要跟其它项目竞争使用资源,但它没法激励缔造更多资源,以是它会逐渐提高资源的成本。资源成本更高,意味着项目会更少 —— 更少工厂,也更少研究。

你更喜欢 PoW 的外部性照样 PoS 的外部性,可能取决于你以为是通过投资手艺生长来解决环境危急、照样靠节约当前的消费来解决更好 2。要拯救地球,我们是该制造更廉价的可再生能源呢,照样应该让所有器械都变得更贵?

考察 #2:事情量证实激励未来的投资。而权益证实则停止探索。

PoS 甚至没法事情

如我们前面所说,我们还不知道一个充实 *** 化的权益证实系统能不能实现。现有的标榜自己为 PoS 系统的密码学钱币,基本都依赖于某些中央化的协调者或 “检查点(checkpoint)”。自以太坊从 2015 年启动以来,他们就一直在起劲转换成一个完全 *** 化的 PoS 系统,而到现在,他们只推出了 Phase 0,只是支持验证者质押而已 …… 你一旦把钱锁进去,就去不出来,也花不了。

关于 PoS 系统能不能做到足够平安,有许多争论(见 “长程攻击”、“nothing-at-stake”、“事情量跨越时间/权益则相反”)。这些都是研究上的开放问题,而不是实现历程中的待办清单。我们不知道还要多长时间才气找出一个好的方案,甚至有没有好的方案都存疑。看看这个 2017 年的帖子:

PoS 也许 “能运行”,只不外运行方式是病态的。PoW 会偏心那些能获得廉价电力的人,并以资源来奖励他们。虽然并不完全同等,但不会陷入正反馈循环。PoS 则偏心那些能以廉价的价值获得资源的人,而且奖励资源给他们,这就发生了一个循环。有钱的人会变得更有钱,而且越是有钱,想变得更有钱就越简朴。

若是权益证实 “可以启动”,但最终效果是所有权力都集中到一小部门超级富有的机构手上,而且他们可以永远控制这个系统,那它就不能解决密码学钱币想要解决的问题。那我们还不如继续使用现在这其中央银行和那些 “从坎蒂隆效应中受益的内部人”组成的系统。我们希望密码学钱币能打破这个系统,而不是新瓶装旧酒。

考察 #3:事情量证实已经存在,而且证实晰自身能继续壮大。但权益证实仍是一个没有解决的问题。

结论

遗憾的是,经由详细考察之后,我们知道了 PoS 的大部门 “优点” 都只是看起来鲜明亮丽,而且另有许多重大的公然挑战。至少到现在,它照样一个乌托邦式的理想,而不是一种现实的选择。而 PoW 虽然有瑕玷,要想组建一个无需信托中央化权威的网络,却仍然是已知最好的方案(现实上,也是唯一的方案)。

脚注

  1. 若是我们现实地看待人性,在全球局限内削减消费的唯一设施就是提高手艺或者降低人口。任何主张直接 “削减消费” 的哲学都要么异常稚子,要么异常恐怖。

(完)

(文内有许多超链接,可点击左下 ”阅读原文“ 从 EthFans 网站上获取)

原文链接:

https://www.somethinginteresting.news/p/proof-of-stake-will-not-save-us

作者: KF

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