Vitalik Buterin

คำอธิบายภาพ"Why Proof of Stake? (Nov 2020)"ลิงค์ต้นฉบับ:

ลิงค์ต้นฉบับ:https://vitalik.ca/general/2020/11/06/pos2020.html

ชื่อเรื่องรอง

เหตุใดจึงเลือก Proof of Stake (PoS)

เมื่อเปรียบเทียบกับกลไกฉันทามติ PoW (หลักฐานการทำงาน) แล้ว PoS เป็นกลไกการรักษาความปลอดภัยบล็อกเชนที่ดีกว่าด้วยเหตุผลหลักสามประการ:

1. PoS ปลอดภัยกว่าในราคาเท่าเดิม

• วิธีที่ง่ายที่สุดในการเปรียบเทียบคือการนำทั้งสองมาวางเคียงข้างกันและดูว่ามีค่าใช้จ่ายเท่าใดในการโจมตีเครือข่ายต่อรางวัลการบล็อก $1 ต่อวัน
  

PoW ขึ้นอยู่กับการขุด GPU

การเช่า GPU มีราคาถูก ดังนั้นค่าใช้จ่ายในการโจมตีเครือข่ายจึงเป็นเพียงค่าเช่า GPU ที่มากพอที่จะแซงหน้าผู้ขุดที่มีอยู่ สำหรับรางวัลบล็อกทุกๆ $1 นักขุดที่มีอยู่ควรใช้ค่าใช้จ่ายประมาณ $1 (หากต้นทุนสูงเกินไป นักขุดจะเลิกเพราะไม่เกิดประโยชน์ หากต้นทุนน้อยกว่า นักขุดรายใหม่สามารถเข้าร่วมและรับผลกำไรสูง) ดังนั้น การโจมตีเครือข่ายจึงต้องเสียค่าใช้จ่ายมากกว่า $1 ต่อวันเป็นการชั่วคราวและเพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น

• ค่าใช้จ่ายในการโจมตีทั้งหมด: ประมาณ 0.26 ดอลลาร์ (สมมติว่าเวลาโจมตีคือ 6 ชั่วโมง) อาจลดลงเหลือศูนย์เมื่อผู้โจมตีได้รับรางวัลบล็อค

PoW ขึ้นอยู่กับการขุดชิป ASIC

ชิป ASIC เป็นต้นทุนทุนและคาดว่าจะมีอายุการใช้งานประมาณ 2 ปีก่อนที่จะเสื่อมสภาพหรือล้าสมัยด้วยฮาร์ดแวร์ที่ดีกว่า หากห่วงโซ่ถูกโจมตี 51% ชุมชนมีแนวโน้มที่จะตอบสนองด้วยการเปลี่ยนอัลกอริทึม PoW เพื่อให้ชิป ASIC สูญเสียคุณค่า โดยเฉลี่ยแล้ว การขุดประมาณ 1/3 ของต้นทุนต่อเนื่องและ 2/3 ของต้นทุนทุน ดังนั้นสำหรับรางวัลบล็อกทุกๆ $1 ต่อวัน นักขุดจะใช้จ่ายประมาณ $0.33 เป็นค่าไฟฟ้า + ค่าบำรุงรักษา และประมาณ $0.67 เป็นค่า ASIC สมมติว่าอายุการใช้งานของชิป ASIC อยู่ที่ประมาณ 2 ปี นักขุดจะต้องใช้จ่าย $486.67 สำหรับฮาร์ดแวร์ ASIC จำนวนนั้น

ค่าใช้จ่ายในการโจมตีทั้งหมด: 486.67 ดอลลาร์ (ASIC) + 0.08 ดอลลาร์ (ไฟฟ้า + การบำรุงรักษา) = 486.75 ดอลลาร์

• ต้นทุนการโจมตีในการขุด PoW ด้วยชิป ASIC ไม่เพียงแต่สูงขึ้นเท่านั้น แต่การป้องกันการโจมตีที่มีต้นทุนสูงดังกล่าวยังทำให้เครือข่ายทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะรวมศูนย์ เนื่องจากเกณฑ์สำหรับนักขุดที่จะเข้าร่วมก็สูงขึ้นเช่นกัน

หลักฐานการเดิมพัน PoS

หลักฐานการเดิมพันเกือบทั้งหมดคือต้นทุนของเงินทุน (เหรียญที่ฝากไว้) และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการเพียงอย่างเดียวคือต้นทุนของโหนดที่รัน ตอนนี้คุณยินดีล็อคเงินทุนเท่าไหร่เพื่อรับรางวัล $1 ต่อวัน ไม่เหมือนกับการใช้ ASIC เหรียญที่ฝากไว้จะไม่ถูกคิดค่าเสื่อมราคา หลังจากการจำนำเสร็จสิ้น สามารถเรียกคืนเหรียญที่จำนำได้หลังจากระยะเวลารอสั้นๆ ดังนั้นผู้เข้าร่วมควรเต็มใจที่จะจ่ายต้นทุนที่สูงขึ้นสำหรับรางวัลจำนวนเท่ากัน

เราตั้งสมมติฐานว่าผลตอบแทนประมาณ 15% เพียงพอที่จะจูงใจให้ผู้คนเดิมพัน (นี่คือผลตอบแทนที่คาดหวังสำหรับ Ethereum 2.0) โบนัส $1 ต่อวันจะดึงดูดผลตอบแทนเงินฝาก 6.667 ปีหรือ $2433 ค่าฮาร์ดแวร์และค่าไฟฟ้าของโหนดต่ำมากและค่าคอมพิวเตอร์หนึ่งพันหยวนสามารถรองรับการจำนำได้หลายแสนดอลลาร์ ค่าไฟฟ้าและค่าเครือข่ายประมาณ $100 ต่อเดือนก็เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการดังกล่าว แต่พูดแบบอนุรักษ์นิยม ค่าใช้จ่ายต่อเนื่องเหล่านี้คิดเป็นประมาณ 10% ของต้นทุนการเดิมพันทั้งหมด ดังนั้นจึงมีผลตอบแทนเพียง $0.9 ต่อวัน ซึ่งท้ายที่สุดจะสอดคล้องกับต้นทุนทุน ดังนั้นข้อมูลข้างต้นจำเป็นต้องลดลงประมาณ 10%

ค่าโจมตีทั้งหมด: $0.9 ต่อวัน * 6.667 ปี = $2189

ในระยะยาวคาดว่าค่าใช้จ่ายนี้จะสูงขึ้นตามอัตราการวางหลักประกันที่เพิ่มขึ้น โดยส่วนตัวแล้วฉันคาดว่าตัวเลขนี้จะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 10,000 ดอลลาร์ในที่สุด

• "ค่าใช้จ่าย" เดียวในการบำรุงรักษาระบบรักษาความปลอดภัยนี้คือสินทรัพย์ที่ถูกเดิมพันนั้นไม่มีสภาพคล่อง อาจเป็นกรณีที่การที่สาธารณะรู้ว่าสินทรัพย์เหล่านี้ถูกล็อคไว้ทั้งหมดจะทำให้ราคาของสกุลเงินสูงขึ้น ดังนั้น จำนวนเงินทั้งหมดที่ลอยอยู่ในชุมชนที่พร้อมจะลงทุนยังคงเท่าเดิม! และใน PoW ค่า "ต้นทุน “การรักษาความเห็นพ้องต้องกันนั้นใช้พลังมาก

ความปลอดภัยมากขึ้นหรือต้นทุนต่ำลง?

มีสองวิธีในการเพิ่มความปลอดภัย 5-20 เท่าด้วยต้นทุนที่ต่ำ หนึ่งคือการคงรางวัลการบล็อกไว้ไม่เปลี่ยนแปลงและได้รับประโยชน์จากความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น อีกทางหนึ่งคือการลดรางวัลการบล็อกในวงกว้าง (ซึ่งจะช่วยลด "ความสูญเปล่า" ของกลไกฉันทามติ) และรักษาระดับความปลอดภัยไว้ตามเดิม

ทั้งสองวิธีทำงาน โดยส่วนตัวแล้วฉันชอบแบบหลังมากกว่า เนื่องจากเราจะเห็นว่าการโจมตีที่ประสบความสำเร็จใน Proof-of-Stake นั้นเป็นอันตรายน้อยกว่ามากและกู้คืนได้ง่ายกว่าการโจมตีแบบ

2. ภายใต้กลไกฉันทามติของ PoS การกู้คืนจากการโจมตีจะง่ายขึ้น"ในเครือข่าย PoW หากเชนของคุณถูกโจมตีโดย 51% ของเชน คุณจะทำอย่างไร จนถึงตอนนี้ มาตรการตอบโต้เดียวในทางปฏิบัติคือ"รอจนกว่าผู้โจมตีจะถอนการโจมตี

. แต่สิ่งนี้เพิกเฉยต่อความเป็นไปได้ของการโจมตีที่อันตรายกว่าที่เรียกว่า Pawn Camping Attack ซึ่งผู้โจมตีทำการโจมตีครั้งแล้วครั้งเล่าโดยมีจุดประสงค์ที่ชัดเจนในการทำลายห่วงโซ่ทั้งหมด

ในระบบที่ใช้ GPU โดยไม่มีการป้องกันใดๆ ผู้โจมตีอย่างต่อเนื่องสามารถปิดการใช้งานห่วงโซ่ทั้งหมดอย่างถาวรได้อย่างง่ายดาย (หรือเปลี่ยนไปใช้ PoS หรือ PoA) ในความเป็นจริง หลังจากดำเนินการโจมตีไม่กี่วัน ค่าใช้จ่ายของผู้โจมตีอาจลดลงเหลือต่ำมาก เนื่องจากนักขุดที่ซื่อสัตย์ไม่สามารถรับรางวัลบล็อกในห่วงโซ่การโจมตีได้ และด้วยเหตุนี้จึงต้องออกจากระบบ

ในระบบที่ใช้ ASIC ชุมชนสามารถรับมือกับการโจมตีครั้งแรกได้ แต่หลังจากนั้นก็ทำอะไรไม่ถูกอีกครั้ง ประการแรก ชุมชนจะตอบสนองต่อการโจมตีครั้งแรกโดยการเปลี่ยนอัลกอริธึม PoW ผ่านการฮาร์ดฟอร์ก ดังนั้น "ล็อค" ASIC ทั้งหมด (ของผู้โจมตีและผู้ขุดที่ซื่อสัตย์) แต่ถ้าผู้โจมตีเต็มใจที่จะแบกรับต้นทุนเริ่มต้นนี้ หลังจากนั้นสถานการณ์ก็จะกลับไปเหมือนกับสถานการณ์ของ GPU (เนื่องจากมีเวลาไม่เพียงพอในการสร้างและแจกจ่ายอัลกอริทึมใหม่สำหรับ ASIC) ดังนั้นผู้โจมตีจึงสามารถวางไข่ต่อไปได้ ถูกโจมตีอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้"Inactivity Leak Mechanism"สมบูรณ์). ไม่มีความชัดเจน"การกำจัดสกุลเงิน Hard Fork"การกำจัดสกุลเงิน Hard Fork

ยกเว้นสำหรับการประสานงานและการเลือกบล็อกสองสามบล็อกบน UASF ส่วนบล็อกอื่นๆ จะทำงานอัตโนมัติทั้งหมด และจำเป็นต้องดำเนินการตามกฎของโปรโตคอลเท่านั้น

ดังนั้น การโจมตีเครือข่ายเป็นครั้งแรกจะทำให้ผู้โจมตีต้องเสียเงินหลายล้านดอลลาร์ และชุมชนจะกลับมาเป็นปกติภายในสองสามวัน การโจมตีครั้งที่สองยังคงทำให้ผู้โจมตีต้องเสียเงินหลายล้านดอลลาร์ เนื่องจากพวกเขาจำเป็นต้องซื้อเหรียญใหม่เพื่อทดแทนเหรียญเก่าที่ถูกทำลายไป และครั้งที่สามจะต้องเสียค่าใช้จ่ายมากขึ้น เกมนี้ไม่สมมาตรและไม่เอื้ออำนวยต่อผู้โจมตี

3. PoS มีการกระจายอำนาจมากกว่า ASIC"PoW อิงตามการขุด GPU นั้นมีการกระจายอำนาจอย่างสมเหตุสมผล และการได้รับ GPU นั้นไม่ใช่เรื่องยาก แต่การขุดที่ใช้ GPU ในข้างต้นที่กล่าวมา"ความปลอดภัย

มาตรฐานโดยทั่วไปไม่มีเงื่อนไข ในทางกลับกัน การขุดโดยใช้ ASIC ต้องใช้เงินหลายล้านดอลลาร์ในการเข้าใช้ (ถ้าคุณซื้อ ASIC จากคนอื่น ส่วนใหญ่แล้วบริษัทขุดจะทำเงินได้มากกว่า)"เป็นเรื่องธรรมดา"การพิสูจน์การเดิมพันหมายถึงคนรวยยิ่งรวยขึ้น

นอกจากนี้ PoS ยังทนทานต่อการเซ็นเซอร์อีกด้วย การขุดทั้ง GPU และ ASIC นั้นมองเห็นได้ง่ายมาก: พวกเขาต้องการพลังงานมหาศาล การซื้อฮาร์ดแวร์ราคาแพง และคลังสินค้าขนาดใหญ่ ในทางกลับกัน PoS สามารถทำได้บนแล็ปท็อปที่เรียบง่าย แม้กระทั่งผ่าน VPN

ชื่อเรื่องรอง

ข้อดีของ PoW

1. PoS เป็นเหมือน"ระบบปิด"ระบบปิด

การกระจุกตัวของความมั่งคั่งใช้เวลานาน

ใน PoS หากคุณมีเหรียญ คุณสามารถเดิมพันเพื่อรับรางวัลมากขึ้น ใน PoW คุณสามารถรับรางวัลเพิ่มได้เรื่อยๆ แต่คุณต้องการทรัพยากรภายนอกเพิ่มเติม ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าในระยะยาว การกระจายเหรียญใน PoS มีศักยภาพที่จะกลายเป็นศูนย์กลางมากขึ้นเรื่อยๆ

2. ความต้องการ PoS"ความเป็นส่วนตัวที่อ่อนแอ"ความเป็นส่วนตัวที่อ่อนแอ

, PoW ไม่ต้องการมัน"เกี่ยวกับ"ความเป็นส่วนตัวที่อ่อนแอ

แนวคิดของ (โปรดดูบทนำดั้งเดิมของ V God) โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อโหนดออนไลน์เป็นครั้งแรก หรือโหนดใด ๆ ออนไลน์หลังจากออฟไลน์เป็นระยะเวลานาน (เช่น หลายเดือน) โหนดจะต้องค้นหาแหล่งที่มาของบุคคลที่สามเพื่อกำหนดหัวโซ่ที่ถูกต้อง ซึ่งอาจเป็นเพื่อนของพวกเขา การแลกเปลี่ยน บล็อกไซต์การค้นหา นักพัฒนาไคลเอนต์ ฯลฯ แต่ PoW ไม่มีข้อกำหนดนี้

อาจกล่าวได้ว่าข้อกำหนดนี้ง่ายต่อการนำไปใช้ และผู้ใช้ต้องเชื่อถือเนื้อหาที่นักพัฒนาไคลเอ็นต์หรือชุมชนให้มาในระดับหนึ่ง อย่างน้อยที่สุด ผู้ใช้จำเป็นต้องไว้วางใจใครบางคน (โดยปกติคือผู้พัฒนาไคลเอนต์) เพื่อบอกพวกเขาว่าโปรโตคอลคืออะไร และการอัปเดตใดๆ ของโปรโตคอลนั้น สิ่งนี้หลีกเลี่ยงไม่ได้ในแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ใดๆ ดังนั้นความต้องการความไว้วางใจเพิ่มเติมเล็กน้อยที่ PoS นำมาให้จึงยังค่อนข้างต่ำ