Vitalik: PoS가 PoW보다 우수한 세 가지 핵심 요소
소스 |vitalik.ca
저자 | 비탈릭 부테린
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이 기사를 검토해 주신 Chih-Cheng Liang과 Hsiao-wei Wang에게 감사드립니다.
중국어 번역
지분증명(PoS)이 블록체인 보안 측면에서 작업증명(PoW)보다 우수한 세 가지 핵심 요소가 있습니다.
Proof-of-Stake는 동일한 비용으로 더 큰 보안을 제공합니다.
이것을 이해하는 가장 쉬운 방법은 Proof of Stake와 Proof of Work를 합치면 하루 $1의 블록 보상이 있다고 가정할 때 이 네트워크를 공격하는 비용은 얼마입니까?
GPU 기반 작업 증명
GPU를 저렴하게 임대할 수 있으므로 네트워크를 공격하는 비용은 기존 마이너를 능가할 만큼 충분한 GPU 컴퓨팅 성능을 임대하는 것입니다. 생성된 블록 보상 $1당 기존 채굴자들의 비용은 거의 $1입니다(비용이 $1보다 높으면 채굴자는 수익성이 없기 때문에 그만둘 것이고, 그렇지 않으면 새로운 채굴자들이 합류하여 수익을 낼 것입니다). 따라서 네트워크 공격 비용은 하루에 1달러 이상이어야 하며 아마도 몇 시간 동안만 필요합니다.
ASIC 기반 작업 증명여기ASIC은 실제로 자본 비용입니다. ASIC을 구입하면 마모되거나 더 나은 성능의 하드웨어로 교체되기 때문에 ASIC이 약 2년 동안 지속될 것으로 예상합니다. 체인이 51%의 공격을 받으면 커뮤니티는 아마도 PoW 알고리즘을 변경하여 대응할 것이며 이때 귀하의 ASIC은 가치를 잃게 됩니다. 평균적으로 채굴 비용은 경상 비용의 약 1/3, 자본 비용의 2/3입니다(참조:
여기
). 따라서 블록 보상 $1당 채굴자는 하루에 전기 및 유지 보수에 ~$0.33, ASIC에 ~$0.67를 소비합니다. ASIC을 약 2년 동안 사용할 수 있다고 가정하면 채굴자는 ASIC 하드웨어 단위에 $486.67를 지출해야 합니다.
주석: $486.67 = 365일 x 2 x $0.67 자본 비용
총 공격 비용: $486.67(ASIC) + $0.08(전력 및 유지 관리) = $486.75주석: 여기서 전력 및 유지 관리 비용도 6시간 동안 지속된다고 가정합니다.。
하지만 (GPU와 비교하여) ASIC이 제공하는 더 높은 보안은 높은 중앙 집중화 비용을 수반한다는 점에 주목할 가치가 있습니다.
ASIC 마이닝에 참여하기 위한 임계값도 매우 높습니다.
지분 증명 지분 증명
Proof-of-Stake 비용은 거의 100% 자본 비용(담보화 코인)이며, 유일한 운영 비용은 노드를 실행하는 비용입니다. 그렇다면 하루에 블록 보상 1달러당 얼마나 많은 돈을 사람들이 기꺼이 락업할 수 있을까요? ASIC와 달리 스테이킹한 통화는 감가 상각되지 않으며, 스테이킹을 원하지 않을 때 단기간 내에 약속한 보증금을 돌려받을 수 있습니다. 따라서 참가자는 ASIC의 경우보다 동일한 수준의 인센티브에 대해 더 높은 자본 비용을 기꺼이 지불해야 합니다.
최대 15%의 보상이 사람들을 스테이킹하도록 유도하기에 충분하다고 가정해 보겠습니다(이것이 eth2에 대해 원하는 보상입니다). 따라서 하루에 $1의 블록 보상은 6.667 연간 보상 또는 $2,433에 해당하는 지분을 끌어들일 것입니다. 노드에서 소비하는 하드웨어 및 전기 비용은 매우 적고 컴퓨터 천 위안당 수천 개의 자산을 저당할 수 있으며 전기 및 네트워크 요금도 월 ~$100이면 충분합니다. 그러나 보수적으로 이러한 반복 비용이 총 스테이킹 비용의 ~10%라고 가정해 보겠습니다. 따라서 자본 비용에 해당하는 일일 $0.90의 블록 보상만 있으므로 위의 숫자를 ~10% 줄여야 합니다.
주석: 6.667년 = $1 / (15% 연간 보수), $2,433 = $1/일 x 365 x 6.667
총 공격 비용: $0.90/일 * 6.667년 = $2,189장기적으로 이 공격 비용은 스테이킹이 더 효율적이 되고 낮은 보상 비율이 더 수용 가능해짐에 따라 더 높아질 것으로 예상됩니다. 나는 개인적으로 그 숫자가 결국 $10,000까지 오를 것으로 예상합니다.。
이렇게 높은 수준의 보안을 이루기 위한 유일한 "가격"은 공약 기간 동안 보증금을 마음대로 이체하는 것이 불편하다는 것입니다. 커뮤니티에서 유통되는 화폐의 총량이나 생산적인 투자에 사용할 수 있는 자금은 사람들이 이러한 락킹된 코인이 코인의 가치를 상승시킨다는 것을 알기 때문에 변하지 않을 수도 있습니다. PoW와 달리 합의를 유지하는 "비용"은
미친 전력 소비
보안 강화 또는 비용 절감?
단위 비용당 안전을 5-20배 증가시키는 방법은 두 가지입니다. 한 가지 방법은 블록 보상이 현 상태를 유지하고 보안 강화의 이점을 얻는 것입니다. 또 다른 방법은 현재 보안 수준을 유지하고 블록 보상을 크게 줄이는 것입니다(즉, 합의 메커니즘 비용의 "낭비"를 줄이기 위해).
어느 쪽이든 작동합니다. 저는 개인적으로 후자를 선호합니다. 아래에서 볼 수 있듯이 성공적인 공격은 작업 증명보다 지분 증명에서 더 적은 피해를 줄 수 있고 복구하기가 더 쉽기 때문입니다.
지분 증명은 공격으로부터 복구하기가 더 쉽습니다.
작업 증명 시스템에서 체인이 51% 공격을 받았다면 어떻게 하시겠습니까? 지금까지 유일한 실질적인 대응은 "공격자가 지루해질 때까지 기다리는 것"이었습니다. 그러나 이것은 공격자가 체인을 사용할 수 없게 만드는 명시적인 목표를 가지고 체인을 다시 공격할 수 있는 "스폰 캠핑 공격"이라는 더 위험한 공격을 무시합니다.
주석: 부활 지점 매복은 게임 용어로, 상대 플레이어가 죽고 환생하는 장소에 매복하여 상대 플레이어가 반격할 능력도 없이 환생하자마자 다시 죽게 만드는 것입니다.
GPU 기반 시스템은 완전히 무방비 상태이며 지속적인 공격자는 쉽게 체인을 영구적으로 쓸모없게 만들 수 있습니다(또는 보다 실질적으로 지분 증명 또는 권한 증명으로 이동). 실제로 공격이 시작된 후 처음 며칠 동안 공격자의 비용은 매우 낮아질 것이며 정직한 채굴자들은 지속적인 공격 아래에서 블록 보상을 얻을 방법이 없기 때문에 떠날 것입니다.
ASIC 기반 시스템에서 커뮤니티는 공격의 첫 번째 물결을 처리할 수 있는 수단을 가지고 있지만 후속 공격은 쉽게 이루어집니다. 첫 번째 공격이 발생한 후 커뮤니티는 작업 증명 알고리즘을 대체하기 위해 하드포크할 수 있습니다. 즉, 모든 ASIC(공격자와 정직한 채굴자의 ASIC 포함)를 "브릭"할 수 있습니다. 하지만 공격자가 자신의 ASIC을 브릭킹하는 비용을 기꺼이 부담한다면 상황은 GPU와 동일하므로(새로운 알고리즘을 위한 ASIC을 제조하고 생산할 시간이 충분하지 않기 때문에), 이후 공격자는 저렴하게 지속적인 부활 지점 매복 공격을 할 수 있습니다.주석: 브릭은 전자 제품의 속어로서 벽돌처럼 파손된 후에는 사용할 수 없다는 의미입니다.Proof of Stake의 경우 상황이 매우 밝습니다. 일부 51% 공격(특히 최종 블록을 뒤집으려는 공격)의 경우 지분 증명
합의가 내장되어 있습니다.
의 "슬래싱" 메커니즘, 공격자의 지분 중 상당 부분이 자동으로 소멸됩니다(다른 사람의 지분은 소멸되지 않음). 탐지하기 더 어려운 다른 유형의 공격(특히 다른 사람의 정보를 자르기 위한 51% 공모)의 경우 커뮤니티는 "소수 사용자 활성화 소프트 포크(UASF)"를 조정할 수 있으며, 이는 많은 수의 공격자의 자금을 파괴할 수 있습니다( Ethereum에서는 "비활성 누출을 수동적으로 처벌"하여 수행할 수 있습니다. "통화 제거를 위한 하드 포크" 조치가 필요하지 않습니다. UASF가 선택할 몇 개의 블록을 수동으로 조정해야 한다는 점을 제외하면 나머지는 합의 규칙을 따르는 한 자동화됩니다.
주석: 소수 블록은 총 모기지의 51% 미만으로 검증자가 결정한 블록입니다.
따라서 체인에 대한 첫 번째 공격은 공격자에게 수백만 달러의 비용이 들 수 있으며 커뮤니티는 며칠 만에 발을 딛을 수 있습니다. 두 번째 공격은 이전에 소각된 동전을 대체하기 위해 새 동전을 구입해야 하므로 여전히 공격자에게 수백만 달러의 비용이 들게 됩니다. 세 번 치고 수백만 달러를 더 태워라. 상황은 극도로 비대칭적이며 이점은 공격자에게 있지 않습니다.
스테이크 증명은 ASIC보다 더 분산되어 있습니다.
GPU 기반 작업 증명은 GPU를 얻기가 그리 어렵지 않기 때문에 합리적으로 분산되어 있습니다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이 GPU 기반 채굴은 "공격받는 보안"의 기준을 충족하기 어렵습니다. 반면에 ASIC 기반 마이닝은 수백만 달러의 자본이 필요합니다(그리고 ASIC을 구입하면 대부분 제조업체가 이를 활용합니다)
이 자본 임계값은 "Proof of Stake는 부자가 더 부자가 되는 것을 의미한다"는 일반적인 주장에 대한 답이 될 것입니다. ASIC 채굴은 또한 부자가 더 부자가 되는 것을 의미하며, 이 상황에서 부자가 유리합니다. Proof of Stake의 최소 지분 임계값은 상대적으로 낮으며 많은 일반 사람들이 참여할 기회가 더 많습니다.
주석: 기사가 완성되었을 때의 현재 가격 440 USD/ETH로 판단하면 최소 모기지 임계값은 약 93,000 RMB입니다.
또한 지분 증명은 검열에 더 강합니다. GPU 마이닝 및 ASIC 마이닝은 감지하기 쉽고 많은 전력 소비, 고가의 하드웨어 구매 및 대규모 공장이 필요합니다. 반면 지분 증명은 평범한 노트북이나 VPN을 통해서도 실행할 수 있습니다.
잠재적 작업 증명 이점
PoW에는 두 가지 주요 이점이 있다고 생각하지만 이러한 이점은 실제로 상당히 제한적입니다.
지분 증명은 "폐쇄 시스템"에 가깝고 부는 장기적으로 더 집중됩니다.
Proof of Stake에서는 동전이 있으면 그 동전을 걸고 같은 종류의 동전을 더 많이 얻을 수 있습니다. 반면 작업 증명에서는 항상 더 많은 코인을 얻을 수 있지만 그렇게 하려면 외부 리소스가 필요합니다. 따라서 장기적으로 지분 증명 코인의 분배가 더욱 집중될 것으로 예상할 수 있습니다.
제 대답은 PoS에서는 일반적으로 보상이 낮다는 것입니다(따라서 유효성 검사기의 수익성이 떨어집니다). eth2에서 검증인은 총 ETH 공급량의 ~0.5-2%에 해당하는 연간 수익률을 얻을 것으로 기대합니다. 그리고 유효성 검사기 모기지가 많을수록 이자율이 낮아집니다. 따라서 자산의 전반적인 집중이 두 배가 되는 데는 100년이 걸릴 수 있으며, 그 기간 동안 다른 분배 압력(가지고 있는 것을 사용하려는 사람들, 자산을 자선 단체 또는 자신의 후손에게 분배하려는 사람들 등)이 비교 대상이 될 수 있습니다. 만연하다.지분 증명은 "약한 주관성"을 요구하지만 작업 증명은 그렇지 않습니다."약한 주관성"의 개념은 여기를 참조하십시오.
원래 소개
. 본질적으로 노드가 처음으로 온라인 상태가 되거나 오랫동안(몇 달) 오프라인 상태였다가 다시 온라인 상태가 되면 노드는 올바른 체인 헤드가 어디에 있는지 확인하기 위해 타사 리소스를 사용해야 합니다. 이 제3자는 그들의 친구, 거래소 또는 블록체인 브라우저, 클라이언트 개발자 자체 또는 기타 역할이 될 수 있습니다. PoW에는 그러한 요구 사항이 없습니다.
그러나 이러한 위험이 결국 실현되더라도 저에게는 PoS 시스템의 이점이 여전히 단점보다 큽니다. 즉, 효율성 향상, 공격에 대한 대응 및 복구 능력 향상입니다.
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참조 소스: Proof of Stake에 대한 나의 이전 기사
